Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa- 5 tentanmeldung DE 10 2015 221 758.2 in Anspruch, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft eine Schneckenmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufberei-0 tung von aufzubereitendem Material.

Aus der DE 10 2014 206 638 AI ist eine Schneckenmaschine zur Aufbereitung von Kunststoffmaterial bekannt, die zur Erwärmung des Kunst- stoffmaterials in einer Heizzone eine induktive Heizvorrichtung aufweist.

5 Die Spule der induktiven Heizvorrichtung ist in einem Aufnahmeraum eines Gehäuseabschnitts der Schneckenmaschine angeordnet. Der Aufnahmeraum ist durch eine Innenhülse aus einem keramischen Material und einem Außenmantel aus einem metallischen Material begrenzt. Durch die induktive Heizvorrichtung erfolgt ein Energieeintrag in die Behandlungs-0 elementwellen, die sich in Folge des Energieeintrags erwärmen und das

aufzubereitende Material aufschmelzen. Der die Spule ausbildende Leiter weist eine Hohlquerschnittsform auf und begrenzt einen Kühlkanal, sodass der Leiter bei Bedarf kühlbar ist. Derartige Leiter werden üblicherweise aus einem flachen Kupfermaterial gebogen und zu der Hohlquerschnitts-5 form weichverlötet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenmaschine derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise eine verbesserte Energieeffizienz und mechanische Stabilität erzielt wird. Diese Aufgabe wird durch eine Schneckenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die mindestens eine Spule der induktiven Heizvorrichtung in das elektromagnetisch transparente Bauteil des mindestens einen zugehörigen und in der Heizzone liegenden Gehäuseabschnitts integriert ist, kann die mindestens eine Spule mit ihren Windungen wesentlich näher an der mindestens einen zu erwärmenden Behandlungselementwelle angeordnet werden. Die mechanische Stabilität des mindestens einen Gehäuseabschnitts wird trotz der nahen Anordnung der mindestens einen Spule an der mindestens einen Behandlungselementwelle und der daraus resultierenden geringen Materialdicke des Bauteils im Bereich des Leiters der mindestens einen Spule verbessert, da aufgrund der integrierten Ausbildung Hohlräume, insbesondere zwischen den Windungen des Leiters, vermieden werden und das Bauteil radial wirkende Kräfte großflächig aufnehmen und ableiten kann. Durch die integrierte Ausbildung wird somit einerseits der Wirkungsgrad bzw. die Energieeffizienz der Schneckenmaschine sowie andererseits die mechanische Stabilität im Bereich der Heizzone verbessert. Der mindestens eine Kühlkanal ist in das Bauteil integriert. Das bedeutet, dass der die mindestens eine Spule bildende Leiter keinen Kühlkanal aufweist, also keinen Hohlquerschnitt aufweist. Der Leiter ist somit hohlraumfrei und verbindungsstellenfrei und/oder lotfrei. Dadurch, dass der Leiter keine Verbindungsstellen aufweist und insbesondere frei von Lotmaterial ist, kann die mindestens eine Spule mit einer vergleichsweise höheren Leistung und/oder höheren Temperatur betrieben werden, da die maximal zulässige Leistung und/oder Temperatur nicht durch eine maximal zulässige Temperatur eines Verbindungsmaterials, insbesondere des Lotmaterials begrenzt ist. Dadurch, dass der mindestens eine Kühlkanal in das Bauteil integriert ist, kann der mindestens eine Kühlkanal in einfacher Weise hergestellt werden.

Da die induktive Heizvorrichtung mit der mindestens einen Behandlungs- elementwelle in der Heizzone zusammenwirkt und die mindestens eine Behandlungselementwelle in intensivem Kontakt mit dem aufzubereitenden Material steht und großflächig von dem aufzubereitenden Material umgeben ist, wird das aufzubereitende Material einfach und effektiv erwärmt und aufgeschmolzen. Der effiziente Energieeintrag in das aufzube- reitende Material wird dadurch gewährleistet, dass das Bauteil des mindestens einen Gehäuseabschnitts in der Heizzone aus dem elektromagnetisch transparenten Material ausgebildet ist, das nicht-magnetisch und elektrisch nicht-leitfähig ist. Zur besseren Unterscheidung ist der mindestens eine Gehäuseabschnitt in der Heizzone nachfolgend auch als Heizzonen- Gehäuseabschnitt bezeichnet. Das elektromagnetisch transparente Material wirkt nicht mit der induktiven Heizvorrichtung zusammen. Insbesondere ist das elektromagnetisch transparente Material nicht- ferromagnetisch. Vorzugsweise sind mehrere Heizzonen-Gehäuseabschnitte, insbesondere alle Heizzonen-Gehäuseabschnitte in der Heizzone zumindest teilweise aus dem elektromagnetisch transparenten Material ausgebildet. Demgegenüber ist die mindestens eine Behandlungselementwelle in der Heizzone zumindest teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, sodass durch die induktive Heizvorrichtung in die mindestens eine Behandlungselementwelle Wirbelströme induziert werden, die wiederum ohmsche Wir- belstromverluste verursachen und die mindestens eine Behandlungselementwelle erwärmen. Über die mindestens eine erwärmte Behandlungselementwelle wird die von der induktiven Heizvorrichtung bereitgestellte Energie einfach und effizient, also möglichst verlustfrei, in das aufzubereitende Material eingebracht. Das elektrisch leitfähige Material ist insbeson- dere eisenhaltig und ferromagnetisch. Hierdurch lässt sich die mindestens eine Behandlungselementwelle durch ohmsche Wirbelstromverluste und Ummagnetisierungsverluste effizient erwärmen. Das aufzubereitende Material ist insbesondere ein Kunststoffmaterial oder ein metallisches Materi- al, beispielsweise ein metallisches Schüttgut.

Das elektromagnetisch transparente Material des mindestens einen Heizzonen-Gehäuseabschnitts ist beispielsweise ein nicht-metallisches Material, wie beispielsweise ein keramisches und/oder faserverstärktes Material. Demgegenüber ist das elektrisch leitfähige Material der mindestens einen Behandlungselementwelle insbesondere ein metallisches Material, wie beispielsweise Stahl.

Die induktive Heizvorrichtung ist zur Erzeugung des elektromagnetischen Wechselfelds insbesondere mit einer Frequenz f betreibbar, wobei für die Frequenz f gilt: 1 kHz < f < 50 kHz, insbesondere 5 kHz < f < 45 kHz, und insbesondere 10 kHz < f < 40 kHz. Wird die induktive Heizvorrichtung mit einer Frequenz f in diesem ersten Frequenzbereich betrieben, so wird in effizienter Weise ein hoher Energieeintrag in die mindestens eine Behand- lungselementwelle erzielt. Dadurch, dass der mindestens eine Heizzonen- Gehäuseabschnitt in der Heizzone aus einem nicht-magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material ausgebildet ist, wird ein Energieeintrag in den mindestens einen Heizzonen-Gehäuseabschnitt in diesem Frequenzbereich wirkungsvoll vermieden, sodass der effiziente Energieeintrag in die mindestens eine Behandlungselementwelle ermöglicht wird. Zusätzlich oder alternativ kann die induktive Heizvorrichtung mit einer Frequenz f in einem zweiten Frequenzbereich betrieben werden, wobei für die Frequenz f gilt: 140 kHz < f < 360 kHz, insbesondere 150 kHz < f < 350 kHz, und insbesondere 160 kHz < f < 340 kHz. Durch den Betrieb der indukti- ven Heizvorrichtung in den zwei Frequenzbereichen wird eine Anregung bzw. Erwärmung der mindestens einen Behandlungselementwelle in unterschiedlichen Eindringtiefen erzielt. Der Betrieb der induktiven Heizvorrichtung in dem ersten Frequenzbereich und dem zweiten Frequenzbereich erfolgt vorzugsweise abwechselnd. Hierdurch wird in effizienter Weise ein hoher Energieeintrag gewährleistet. Durch die induktive Heizvorrichtung können die in der Schneckenmaschine wirkenden mechanischen Kräfte und der damit verbundene Verschleiß deutlich reduziert werden. Vorzugsweise ist die Schneckenmaschine als Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere als Zweiwellen-Schneckenmaschine ausgebildet. Die Mehrwellen-Schneckenmaschine weist mehrere in dem Gehäuse ausgebildete Gehäusebohrungen und zugehörige Behandlungselementwellen auf, die in der zugehörigen Gehäusebohrung angeordnet und um eine zugehöri- ge Drehachse drehantreibbar sind. Die Behandlungselementwellen sind insbesondere gleichsinnig drehantreibbar. Die auf den Wellen angeordneten Behandlungselemente sind vorzugsweise paarweise dicht kämmend ausgebildet. Die mindestens eine Spule ist mit ihrer Spulenachse bzw. Mittellängsachse im Wesentlichen in Richtung der Drehachse bzw. Drehachsen der mindestens einen Behandlungselementwelle ausgerichtet. Vorzugsweise verläuft eine Mittellängsachse der mindestens einen Spule parallel zu der Drehachse der mindestens einen Behandlungselementwelle. Die mindestens eine Behandlungselementwelle ist in einem Innenraum der mindestens einen Spule angeordnet. Die mindestens eine Spule ist somit nach Art einer Helmholtz- Spule angeordnet, wobei die mindestens eine Behandlungselementwelle einen Kern bildet. Die Feldlinien des magnetischen Wechselfeldes konzentrieren sich somit im Innenraum und in der mindestens einen Behandlungselementwelle, sodass auf einfache Weise ein hoher Energieeintrag in die mindestens eine Behandlungselementwelle möglich ist. Die Länge der Heizzone in der Förderrichtung ist durch die Länge der mindestens einen Spule und/oder die Anzahl der Spulen einstellbar. Die Länge der mindestens einen Spule ist insbesondere über die Anzahl deren Windungen einstellbar.

Dadurch, dass der mindestens eine Heizzonen-Gehäuseabschnitt in dem Innenraum der mindestens einen Spule ausschließlich aus dem nicht- magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material ausgebildet ist, wird die aufgebrachte Energie der induktiven Heizvorrichtung möglichst effizient in die mindestens eine Behandlungselementwelle eingebracht.

Magnetisches und/oder elektrisch leitfähiges Material der Schneckenma- schine, das sich zwischen der mindestens einen Spule und der mindestens einen Behandlungselementwelle befinden würde, würde elektromagnetische Energie von der induktiven Heizvorrichtung absorbieren, sodass in die mindestens eine Behandlungselementwelle Energie von der induktiven Heizvorrichtung nur mit erheblichen Verlusten eingebracht werden könnte. Dies wird durch die erfindungsgemäße Schneckenmaschine wirkungsvoll vermieden. Vorzugsweise ist das in dem Innenraum angeordnete Material des mindestens einen Heizzonen-Gehäuseabschnitts ein keramisches und/oder faserverstärktes Material, wie beispielsweise ein oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff. Oxidkeramische Faserverbundwerkstoffe verbin- den positive Eigenschaften von Metallen und Keramiken, wie beispielsweise elektromagnetische Transparenz, elektrische und/oder thermische Isolationsfähigkeit, duktiles und nicht sprödes Bruchverhalten, hohe Zug- und Biegesteifigkeit, Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturstabilität bis über 1300°C und Thermowechselbeständigkeit. Da das magnetische Wechselfeld der mindestens einen Spule außerhalb des Innenraums nur zu einem geringen Energieeintrag in elektrisch leitfähige und/oder magnetische Bauteile führt, kann der mindestens eine Heizzonen- Gehäuseabschnitt außerhalb des Innenraums aus einem elektrisch leitfähi- gen und/oder magnetischen Material hergestellt sein. Alternativ kann der mindestens eine Heizzonen-Gehäuseabschnitt auch außerhalb des Innenraums aus einem nicht-magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt sein. Die mindestens eine Behandlungselementwelle weist vorzugsweise mehrere Behandlungselemente auf, die in einer Förderrichtung nacheinander auf mindestens einer zugehörigen Welle drehfest angeordnet sind. Mindestens ein Behandlungselement in der Heizzone weist vorzugsweise eine metallische Heiz-Schicht auf, die eine Oberfläche des mindestens einen Behand- lungselements bildet. Vorzugsweise weist das mindestens eine Behandlungselement eine Isolations-Schicht auf, die die Heiz-Schicht von der Welle thermisch isoliert. Dadurch, dass das mindestens eine Behandlungselement eine Isolations- Schicht aufweist, wird verhindert, dass das mindestens eine erwärmte Behandlungselement seine Wärme in Richtung der Welle verliert und diese Verlustwärme somit nicht zur Erwärmung des aufzubereitenden Materials zur Verfügung steht. Die Isolations-Schicht ist beispielsweise aus einem keramischen Material. Das elektrisch leitfähige Material bildet zumindest die Heiz-Schicht des mindestens einen Behandlungselements, die eine mit dem aufzubereitenden Material in Kontakt ste- hende Oberfläche bildet. Vorzugsweise sind mehrere Behandlungselemente, insbesondere alle Behandlungselemente in der Heizzone aus dem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet. Das mindestens eine Behandlungselement ist als Schneckenelement und/oder Knetelement ausgebildet. Das Knetelement kann eine einzelne Knetscheibe oder ein einteiliger Knetblock aus mehreren miteinander verbundenen Knetscheiben sein.

Das mindestens eine Behandlungselement ist beispielsweise aus einem Verbundmaterial hergestellt. Durch das Verbundmaterial weist das mindestens eine Behandlungselement verschiedene Eigenschaften auf. Das metallische Material der äußeren Heiz-Schicht gewährleistet eine Erwärmung der Heiz-Schicht aufgrund des magnetischen Wechselfeldes, so dass über die Heiz-Schicht unmittelbar das aufzubereitende Material erwärmt werden kann. Die zwischen der äußeren Heiz-Schicht und einer inneren Drehmo- mentübertragungs-Schicht liegende Isolations-Schicht minimiert die Verlustwärme, da die Wärme der Heiz-Schicht nicht in Richtung der inneren Drehmomentübertragungs-Schicht und der Welle, auf der das mindestens eine Behandlungselement angeordnet ist, verloren geht. Die innere Dreh- momentübertragungs- Schicht weist eine hohe mechanische Belastbarkeit auf, so dass ein Drehmoment der Welle sicher auf das mindestens eine Behandlungselement übertragbar ist. Insbesondere wird die innere Drehmomentübertragungs-Schicht aufgrund der Isolations-Schicht nicht infolge von Verlustwärme geschwächt. Das mindestens eine Behandlungselement kann beispielsweise aus Keramik- und Metallpulver hergestellt werden, die in einer entsprechenden Form bei über 1400° C gesintert und zu einem Verbundmaterial bzw. Verbundkörper verbacken werden. Die Herstellung von Metall-Keramik- Verbundkörpern ist bekannt. Im Querschnitt betrachtet, also senkrecht zu der jeweiligen Drehachse, sind die Schichten ge- schlössen, insbesondere ringförmig ausgebildet und umgeben die Drehachse der mindestens einen Behandlungselementwelle. Hierdurch isoliert die Isolations-Schicht die Heiz-Schicht vollumfänglich von der Welle. Darüber hinaus weist die Heiz-Schicht eine maximale Oberflächengröße auf, so dass ein guter Wärmeübergang von der Heiz-Schicht auf das aufzubereitende Material gewährleistet ist.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 2 gewährleistet in einfacher Wei- se eine verbesserte mechanische Stabilität. Dadurch, dass die Windungen der mindestens einen Spule im Querschnitt betrachtet vollständig von dem Bauteil umgeben sind, können radial zu der mindestens einen Drehachse auf das Bauteil wirkende Kräfte großflächig über das Bauteil abgeleitet werden. Insbesondere können auch über den die Windungen bildenden Lei- ter der mindestens einen Spule in radialer Richtung wirkende Kräfte abgeleitet werden.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 3 gewährleistet in einfacher Weise eine verbesserte Energieeffizienz. Durch die Anschlusskontakte ist die in das Bauteil integrierte mindestens eine Spule in einfacher Weise kontak- tierbar und betreibbar.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 4 gewährleistet in einfacher Weise eine verbesserte Energieeffizienz. Dadurch, dass der mindestens eine Kühlkanal an einer der mindestens einen Gehäusebohrung abgewandten Seite der mindestens einen Spule bzw. des zugehörigen Leiters ausgebildet ist, kann der Leiter aufgrund seiner Temperatur ohmsche Verlustwärme in Richtung der mindestens einen Gehäusebohrung abgeben, die in energieeffizienter Weise zum zusätzlichen Erwärmen und Aufschmelzen des aufzu- bereitenden Materials nutzbar ist.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 5 gewährleistet in einfacher Weise eine integrierte Ausbildung der mindestens einen Spule und des zugehörigen Bauteils. Das Hybridbauteil kann schichtweise hergestellt werden, beispielsweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens und eines nachfolgenden Sintervorgangs. Additive Herstellungsverfahren bzw. SD- Druckverfahren sind bekannt. Der Leiter der mindestens einen Spule ist schichtweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere aus einem metallischen Material, einer metallischen Materialzusammensetzung und/oder einem elektrisch leitfähigen Keramikmaterial hergestellt. Das den Leiter umgebende Bauteil ist demgegenüber schichtweise aus dem nichtmagnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material, beispielsweise einem Keramikmaterial hergestellt. Das Hybridbauteil ist also aus einem elektrisch leitfähigen Material und dem elektromagnetisch transparenten, also dem nicht-magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material ausgebildet. Vorzugsweise ist das Hybridbauteil aus einem metallischen Material und einem keramischen Material ausgebildet. Das elektrisch leitfähige Material und das elektromagnetisch transparente Material, also das elektrisch nicht-leitfähige und nicht- magnetische Material, bilden insbesondere ein Verbundbauteil aus. Das elektrisch leitfähige Material und das elektromagnetisch transparente Material sind hinsichtlich des jeweiligen Schwindungsverhaltens insbesondere so gewählt, dass das Hybridbauteil nach dem Sintervorgang im Wesentlichen rissfrei ist. Ein Unterschied im Volumenverlust der Materialien beim Sintervorgang beträgt bezogen auf den kleineren Volumenverlust insbesondere höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 % und insbesondere höchstens 2 %. Weiterhin werden die Materialien insbesondere so gewählt, dass diese im Wesentlichen gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Ein Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten beträgt bezogen auf den kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten insbesondere höchstens 10 %, insbesondere höchstens 5 %, und insbesondere höchstens 2 %. An einem Übergang zwischen den Materialien kann zum Ausgleich unterschiedlichen Schindungs- verhaltens und/oder unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten eine Pufferschicht aus einem Ausgleichsmaterial integriert werden. Insbesondere kann durch die schichtweise Herstellung in einfacher Weise mindestens ein Kühlkanal erzeugt, also in das Bauteil integriert werden. Durch das additive Herstellungsverfahren können zur Verbesserung der mechani- sehen Stabilität Verstärkungspartikel, insbesondere Verstärkungsfasern, in das Bauteil eingebracht werden. Zudem können auch Ferrite in das Bauteil eingebracht werden, um das magnetische Wechselfeld zu verstärken und/oder zu lenken. Durch das additive Herstellungsverfahren können zudem die Windungen der mindestens einen Spule exakt und/oder in einem geringen Abstand zu der mindestens einen Gehäusebohrung angeordnet werden. Die Windungen der mindestens einen Spule können insbesondere in Richtung der mindestens einen Drehachse betrachtet einen Verlauf entsprechend der Außenkontur der mindestens einen Gehäusebohrung haben. Beispielsweise können die Windungen bei einer Zweiwellen- Schneckenmaschine in Richtung der Drehachsen betrachtet den Verlauf einer liegenden Acht haben. Entsprechendes gilt für einen in das Hybridbauteil integrierten Kühlkanal.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 6 gewährleistet in einfacher Wei- se einen verbesserten Energieeintrag. Dadurch, dass das Bauteil eine Innenhülse bildet, ist die mindestens eine Spule nahe an der mindestens einen Behandlungselementwelle angeordnet. Darüber hinaus können aus der Aufbereitung des Materials resultierende Kräfte unmittelbar von dem Bauteil aufgenommen und abgeleitet werden. Die Innenhülse ist vorzugsweise ausschließlich aus dem nicht-magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material ausgebildet.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 7 gewährleistet in einfacher Weise einen verbesserten Energieeintrag. Der Energieeintrag in die mindestens eine Behandlungselementwelle ist umso größer und effizienter, je geringer die Materialdicke des Bauteils ist, da hierdurch der Leiter der mindestens einen Spule nahe an der mindestens einen Behandlungselementwelle angeordnet ist. Dadurch, dass die mindestens eine Spule in das Bauteil integriert ist, wird trotz der geringen Materialdicke D eine hohe mechanische Stabilität erzielt.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 8 gewährleistet in einfacher Weise einen verbesserten Energieeintrag. Durch die hohlraumfreie Quer- schnittsform ist der Leiter kompakt ausgebildet und kann somit über den gesamten Querschnitt betrachtet nahe an der mindestens einen Behandlungselementwelle angeordnet werden. Durch die hohlraumfreie Querschnittsform weist der Leiter im Querschnitt betrachtet insbesondere auch keine Verbindungsstellen auf, ist also verbindungsstellenfrei. Der Leiter ist also frei von Verbindungsmaterial, insbesondere von Lotmaterial. Hierdurch wird die thermische Belastbarkeit des Leiters nicht durch das Verbindungsmaterial, wie beispielsweise durch Weichlot begrenzt. Vorzugsweise hat der Leiter eine nicht-runde Querschnittsform. Beispielsweise weist der Leiter eine rechteckige Querschnittsform auf, die gegebenenfalls an den Ecken abgerundet ist. Dadurch, dass der Leiter im Querschnitt zumindest abschnittsweise geradlinig ausgebildet ist, kann dieser über den Querschnitt betrachtet nahe an der mindestens einen Behandlungselementwelle angeordnet werden. Die in der Abmessung größere Seite der Querschnittsform ist der mindestens einen Behandlungselementwelle zuge- wandt.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 9 gewährleistet in einfacher Weise einen effizienten Energieeintrag. Dadurch, dass der mindestens eine Heizzonen-Gehäuseabschnitt in dem Innenraum der mindestens einen Spu- le ausschließlich aus dem nicht-magnetischen und elektrisch nicht- leitfähigen Material ausgebildet ist, wird die bereitgestellte Energie der induktiven Heizvorrichtung effizient in die mindestens eine Behandlungselementwelle eingebracht. Vorzugsweise ist das Bauteil in dem Innenraum der mindestens einen Spule ausschließlich aus dem nicht-magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material ausgebildet.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 10 gewährleistet in einfacher Weise eine verbesserte mechanische Stabilität. Dadurch, dass das Bauteil an dem mindestens einen Außenteil großflächig abgestützt ist, ist eine hohe mechanische Stabilität des Bauteils, insbesondere der Innenhülse gewährleistet. Das mindestens eine Außenteil ist beispielsweise als Außenmantel ausgebildet. Der Außenmantel ist insbesondere mehrteilig aufgebaut, also aus mehreren Außenteilen. Das Bauteil stützt sich insbesondere im Bereich der Windungen und im Bereich zwischen den Windungen der mindestens einen Spule an dem mindestens einen Außenteil ab. Das Bauteil kann somit bei der Aufbereitung auftretende Kräfte, insbesondere in radialer Richtung, an das mindestens eine Außenteil ableiten. Hierdurch wird ein Bruch des Bauteils wirkungsvoll vermieden. Das Bauteil ist vorzugsweise aus einem keramischen und/oder faserverstärkten Material ausgebildet. Das mindestens eine Außenteil ist vorzugsweise aus einem metallischen Material ausgebildet, sodass das mindestens eine Außenteil eine ausreichende Stabilität zur Aufnahme von Kräften aufweist. Das mindestens eine Außenteil ist vorzugsweise derart mit dem Bauteil verspannt, dass eine Kraft von außen auf das Bauteil wirkt. Das mindestens eine Außenteil hat vorzugsweise Durchgangsöffnungen, sodass Anschlusskontakte der mindestens einen Spule sowie der mindestens eine Kühlkanal zugänglich sind. Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 1 1 gewährleistet einen verbesserten Energieeintrag. Bei Bedarf wird die mindestens eine Spule mittels eines Kühlmittels gekühlt. Das Kühlmittel ist insbesondere Wasser oder Öl. Mittels des mindestens einen Temperatur-Messsensors kann die Kühlung der mindestens einen Spule optimiert werden. Vorzugsweise wird die mindestens eine Spule derart gekühlt, dass eine Temperatur der mindestens einen Spule oberhalb einer Schmelztemperatur des aufzubereitenden Materials liegt und das aufzubereitende Material seine Zersetzungstemperatur nicht erreicht. Auf diese Weise ist die von der mindestens einen Spule erzeugte ohmsche Verlustwärme zum Erwärmen und Aufschmelzen des aufzubereitenden Materials nutzbar. Eine Steuervorrichtung steuert vorzugsweise in Abhängigkeit der gemessenen Vorlauf-Temperatur und/oder der gemessenen Rücklauf-Temperatur und/oder einer gemessenen Temperatur des aufzubereitenden Materials die induktive Heizvorrichtung, also die Energie- Versorgungseinrichtung und/oder die Kühleinrichtung an. Hierdurch wird ermöglicht, dass das aufzubereitende Material einerseits von innen über die mindestens eine erwärmte Behandlungselementwelle und andererseits von außen über die Verlustwärme der mindestens einen Spule erwärmt und aufgeschmolzen wird.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 12 gewährleistet in einfacher Weise die Bereitstellung eines magnetischen Wechselfeldes durch die induktive Heizvorrichtung. Die Energieversorgungseinrichtung weist insbesondere einen Frequenzumrichter auf, mit dem eine Frequenz f und/oder eine Amplitude einer Wechselspannung und/oder eines Wechselstroms einstellbar ist. Durch die Frequenz f ist beispielsweise die Eindringtiefe des elektromagnetischen Wechselfeldes in die mindestens eine Behandlungselementwelle einstellbar. Vorzugsweise dringt das elektromagnetische Wechselfeld im Wesentlichen ausschließlich bzw. überwiegend in die Heiz-Schicht ein. Die induktive Heizvorrichtung bzw. die Energieversorgungseinrichtung wird insbesondere mit einer Frequenz f betrieben, wobei für die Frequenz f gilt: 1 kHz < f < 50 kHz, insbesondere 5 kHz < f < 45 kHz, und insbesondere 10 kHz < f < 40 kHz und/oder 140 kHz < f < 360 kHz, insbesondere 150 kHz < f < 350 kHz, und insbesondere 160 kHz < f < 340 kHz.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 13 gewährleistet auf einfache Weise eine kontrollierte Erwärmung des aufzubereitenden Materials.

Durch die mittels des Temperatur-Messsensors gemessene Temperatur des aufzubereitenden Materials kann die Leistung der induktiven Heizvorrichtung in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur eingestellt werden. Die Steuervorrichtung vergleicht beispielsweise die gemessene Temperatur mit einer gewünschten Soll-Temperatur, die zum Aufschmelzen des aufzube- reitenden Materials erforderlich ist, und verändert bei Bedarf die Leistung der induktiven Heizvorrichtung. Die Steuervorrichtung stellt insbesondere eine Frequenz f und/oder eine Amplitude einer Wechselspannung und/oder eines Wechselstroms ein, mit der die induktive Heizvorrichtung betrieben wird. Beispielsweise weist die induktive Heizvorrichtung eine Energiever- sorgungseinrichtung mit einem Frequenzumrichter auf.

Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 14 gewährleistet aufgrund der an die Gehäusebohrungen angepassten Windungen eine verbesserte Energieeffizienz. Eine Schneckenmaschine nach Anspruch 15 gewährleistet aufgrund des an die Gehäusebohrungen und/oder an die Windungen angepassten mindestens einen Kühlkanals eine verbesserte Energieeffizienz.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren derart weiterzubilden, das auf einfache und zuverlässige Weise ein verbesserter Energieeintrag in das aufzubereitende Material erfolgt. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Schneckenmaschine. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 15 weitergebildet werden.

Ein Verfahren nach Anspruch 16 gewährleistet in einfacher Weise einen verbesserten Energieeintrag. Dadurch, dass die induktive Heizvorrichtung derart betrieben wird, dass eine Temperatur der mindestens einen Spule über der Schmelztemperatur des aufzubereitenden Materials liegt, ist die von der mindestens einen Spule in Folge ohmscher Verluste erzeugte

Wärme zum Erwärmen und Aufschmelzen des aufzubereitenden Materials nutzbar. Hierzu strömt die von der mindestens einen Spule erzeugte Verlustwärme in Richtung der mindestens einen Gehäusebohrung und wird über das Bauteil an das aufzubereitende Material übertragen. Das aufzube- reitende Material wird somit von innen über die mindestens eine erwärmte Behandlungselementwelle und von außen über das durch die mindestens eine Spule erwärmte Bauteil erwärmt. Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen: eine teilweise geschnitten dargestellte Mehrwellen-Schneckenmaschine zur Aufbereitung von aufzubereitendem Material, eine vergrößerte Darstellung der Mehrwellen-Schneckenmaschine in Fig. 1 im Bereich einer induktiven Heizvorrichtung, eine ausschnittsweise geschnittene Draufsicht auf die Mehrwellen-Schneckenmaschine in Fig. 1, und einen Querschnitt durch die Mehrwellen-Schneckenmaschine entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2.

Eine Mehrwellen-Schneckenmaschine 1 dient zur Aufbereitung eines aufzubereitenden Materials 2. Das aufzubereitende Material 2 ist beispielsweise ein Kunststoffmaterial.

Die Schneckenmaschine 1 weist ein Gehäuse 3 aus mehreren in einer Förderrichtung 4 des Kunststoffmaterials 2 nacheinander angeordneten und als Gehäuseschüsse bezeichneten Gehäuseabschnitten 5 bis 9 auf. Die Gehäuseabschnitte 5 bis 9 sind über endseitig angeordnete Flansche 10 miteinander verbunden und bilden so das Gehäuse 3 aus.

In dem Gehäuse 3 sind zwei zueinander parallele und einander durchdringende Gehäusebohrungen 1 1, 12 ausgebildet, die im Querschnitt die Form einer liegenden Acht haben. In den Gehäusebohrungen 1 1, 12 sind konzentrisch zwei Behandlungselementwellen 13, 14 angeordnet, die von einem Antriebsmotor 15 um zugehörige Drehachsen 16, 17 drehantreibbar sind. Die Behandlungselementwellen 13, 14 werden gleichsinnig, also in gleichen Drehrichtungen 18, 19 um die Drehachsen 16, 17 angetrieben. Zwischen dem Antriebsmotor 15 und den Behandlungselementwellen 13, 14 ist eine Kupplung 20 und ein Verzweigungsgetriebe 21 angeordnet.

In dem dem Verzweigungsgetriebe 21 benachbarten ersten Gehäuseab- schnitt 5 ist eine Zuführöffnung 22 ausgebildet, durch die das aufzubereitende Kunststoffmaterial 2 in die Gehäusebohrungen 1 1, 12 einführbar ist. Zur Zuführung des Kunststoffmaterials 2 durch die Zuführöffnung 22 ist eine Materialzuführung 23 in Form eines Trichters auf dem ersten Gehäuseabschnitt 5 angeordnet.

Die Schneckenmaschine 1 weist in der Förderrichtung 4 nacheinander eine Einzugszone 24, eine Heizzone 25, eine Homogenisierungszone 26 und eine Druckaufbauzone 27 auf. Das Gehäuse 3 ist an dem letzten Gehäuseabschnitt 9 durch eine Düsenplatte 28 abgeschlossen, die eine Austragsöff- nung 29 aufweist.

Die Behandlungselementwellen 13, 14 sind durch Wellen 30, 31 und darauf angeordneten Behandlungselementen 32 bis 37 bzw. 32' bis 37' gebildet. Die auf der ersten Welle 30 angeordneten Behandlungselemente 32 bis 37 und die auf der zweiten Welle 31 angeordneten Behandlungselemente 32' bis 37' entsprechen einander, wobei die Bezugszeichen der auf der zweiten Welle 31 angeordneten Behandlungselemente 32' bis 37' zur Unterscheidung ein ' aufweisen. Die Behandlungselemente 32 bis 37 und 32' bis 37' sind paarweise dichtkämmend ausgebildet, greifen also ineinander. Die Behandlungselemente sind in der Einzugszone 24 und in der Heizzone 25 als Schneckenelemente 32, 32' und 33, 33' ausgebildet. In der nachgeordneten Homogenisierungs- zone 26 sind die Behandlungselemente als Schneckenelemente 34, 34' und Knetelemente 35, 36 und 35', 36' ausgebildet. Jedes der Knetelemente 35, 36 und 35', 36' ist als Knetblock, also einstückig ausgebildet. Die Knetelemente 35, 36 und 35', 36' weisen jeweils mehrere Knetscheiben 38, 38' auf, die winkelversetzt zueinander angeordnet und miteinander verbunden sind. In der Druckaufbauzone 27 sind die Behandlungselemente wiederum als Schneckenelemente 37, 37' ausgebildet.

Die Behandlungselemente 32 bis 37 und 32' bis 37' sind drehfest auf den zugehörigen Wellen 30, 31 angeordnet. Hierzu weisen die Wellen 30, 31 ein Außenprofil A auf, das in ein entsprechendes Innenprofil I der Behandlungselemente 32 bis 37 und 32' bis 37' eingreift.

Zum Erwärmen des Kunststoffmaterials 2 in der Heizzone 25 weist die Schneckenmaschine 1 eine induktive Heizvorrichtung 39 auf. Die indukti- ve Heizvorrichtung 39 umfasst eine Spule 40, eine zugehörige Energieversorgungseinrichtung 41 und eine Kühleinrichtung 42.

Der in der Heizzone 25 befindliche Gehäuseabschnitt 6 ist nachfolgend auch als Heizzonen-Gehäuseabschnitt bezeichnet. Der Heizzonen- Gehäuseabschnitt 6 weist ein als Innenhülse ausgebildetes Bauteil 45 und ein Außenteil 44 auf, in dem das Bauteil 45 verspannt ist. Die Verspannung kann beispielsweise durch eine Presspassung erfolgen. Das Außenteil 44 ist insbesondere als Außenmantel ausgebildet. Alternativ können mehrere Außenteile 44 vorgesehen sein, die einen mehrteiligen Außenmantel ausbil- den. An dem Außenteil 44 sind endseitig des Gehäuseabschnitts 6 die Flansche ausgebildet. Die Gehäusebohrungen 1 1, 12 werden von dem Bauteil 45 begrenzt. Die Spule 40 und das Bauteil 45 sind integriert ausgebildet und bilden ein Hybridbauteil 43 aus. Das Hybridbauteil 43 ist beispielsweise schichtweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens hergestellt.

Die Spule 40 weist eine Mittellängsachse 49 auf und begrenzt einen Innen- räum 50. Die Mittellängsachse 49 verläuft im Wesentlichen parallel zu den Drehachsen 16, 17, so dass die Behandlungselementwellen 13, 14 durch den Innenraum 50 der Spule 40 verlaufen. Die Spule 40 umgibt somit die Behandlungselementwellen 13, 14 in der Heizzone 25. Die Spule 40 um- fasst einen Leiter 51 , der mehrere Windungen W und endseitige An- Schlusskontakte 46 ausbildet. Die Anschlusskontakte 46 sind von der jeweils endseitig ausgebildeten Windung W zu einer Außenseite des Bauteils 45 geführt und dort zugänglich. Durch die integrierte Ausbildung der Spule 40 und des Bauteils 45 sind die Windungen W vollständig von dem Bauteil 45 umgeben. Insbesondere liegt der die Windungen W bildende Leiter 51 in radialer Richtung zu der jeweiligen Drehachse 16, 17 betrachtet gegen das Bauteil 45 an. Die Windungen W haben in Richtung der Drehachsen 16, 17 betrachtet den Verlauf einer liegenden Acht und sind so an die Gehäusebohrungen 1 1 , 12 bzw. deren Form angepasst. In das Bauteil 45 ist ein Kühlkanal 52 integriert, der Teil der Kühleinrichtung 42 ist. Der Kühlkanal 52 ist an einer Seite der Spule 40, insbesondere der Windungen W ausgebildet, die den Gehäusebohrungen 1 1, 12 abgewandt ist. Der Kühlkanal 52 ist entsprechend der Spule 40 spiralförmig ausgebildet und ist an der Außenseite des Bauteils 45 an eine Vorlauflei- tung 47 und eine Rücklauileitung 48 angeschlossen. Der Kühlkanal 52 wird beispielsweise bei der additiven Herstellung des Hybridbauteils 43 automatisch mit erzeugt. Der Kühlkanal 52 hat in Richtung der Drehachsen 16, 17 betrachtet den Verlauf einer liegenden Acht und ist so an die Gehäu- sebohrungen 1 1, 12 und/oder an die Windungen W der Spule 40 angepasst.

Das Außenteil 44 weist endseitig jeweils eine Durchgangsöffnung auf, durch die elektrische Anschlussleitungen 54 zu den Anschlusskontakten 46 und die Vorlaufleitung 47 sowie die Rücklaufleitung 48 zu dem Kühlkanal 52 geführt sind. Der Kühlkanal 52 ist außerhalb des Heizzonen- Gehäuseabschnitts 6 über die Vorlaufleitung 47 und die Rücklauileitung 48 mit einer Kühlmittelpumpe 56 verbunden, mittels der ein Kühlmittel durch den Kühlkanal 52 förderbar ist. Die Kühlmittelpumpe 56 ist Teil der Kühleinrichtung 42. Als Kühlmittel wird vorzugsweise Wasser oder Öl einge- setzt.

Die Spule 40 ist an die Energieversorgungseinrichtung 41 angeschlossen, die die Spule 40 mit einer Wechselspannung Us und/oder einem Wechselstrom Is mit einer einstellbaren Frequenz f und/oder einer einstellbaren Amplitude A versorgt. Die Energieversorgungseinrichtung 41 ist insbesondere ein Frequenzumrichter. Die Energieversorgungseinrichtung 41 ist mit Anschlussklemmen 55 an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen, das eine Netzspannung UN bereitstellt. Das Erwärmen des Kunststoffmaterials 2 erfolgt über die Behandlungselemente 33 und 33'. Zur einfachen und effizienten Erwärmung sind die Behandlungselemente 33, 33' dreischichtig ausgebildet. Eine innere Dreh- momentübertragungs- Schicht 57 ist von einer Isolations-Schicht 58 umgeben, die wiederum von einer äußeren Heiz-Schicht 59 umgeben ist. Die Isolations-Schicht 58 des jeweiligen Behandlungselements 33, 33' isoliert die zugehörige Heiz-Schicht 59 thermisch von der zugehörigen Drehmo- mentübertragungs-Schicht 57 und der zugehörigen Welle 30 bzw. 31. Hierzu ist die jeweilige Isolations-Schicht 58 über den gesamten Umfang und die gesamte Länge der Drehmomentübertragungs-Schicht 57 ausgebildet. Die jeweilige Isolations-Schicht 58 umgibt somit die zugehörige Drehachse 16 bzw. 17. Die jeweilige Heiz-Schicht 59 bildet eine Oberfläche des Behandlungselements 33 bzw. 33' aus. Zur Ausbildung der Schichten 57 bis 59 sind die Behandlungselemente 33, 33' aus einem Metall-Keramik- Verbundmaterial hergestellt. Die jeweilige Drehmomentübertragungs-Schicht 57 ist aus einem ersten metallischen Material Mi und die jeweilige Heiz-Schicht 59 aus einem zweiten metallischen Material M ₃ hergestellt, wohingegen die jeweils dazwischen liegende Isolations-Schicht 58 aus einem keramischen Material M ₂ hergestellt ist. Das Material Mi ist beispielsweise ein Stahl, da dieser eine geeignete mechanische Belastbarkeit aufweist. Demgegenüber ist das Material M ₂ thermisch und elektrisch nicht-leitfähig und nicht-magnetisch, also elektromagnetisch transparent. Das Material M ₃ ist eisenhaltig, also beispielswei- se ein Stahl, so dass mittels der induktiven Heizvorrichtung 39 induzierte Wirbelströme zu Wirbelstromverlusten führen und die Heiz-Schichten 59 auf eine gewünschte Heiz-Temperatur TH erwärmt werden können. In dem eisenhaltigen Material M ₃ entstehen zudem Ummagnetisierungsverluste infolge des magnetischen Wechselfeldes der induktiven Heizvorrichtung 39, so dass auch die Ummagnetisierungsverluste die Heiz-Schichten 59 erwärmen.

Das Bauteil 45 ist aus einem elektromagnetisch transparenten Material M ₄ . Das elektromagnetisch transparente Material M ₄ ist nicht-magnetisch und elektrisch nicht-leitfähig. Hierdurch wird eine Erwärmung des Bauteils 45 infolge des magnetischen Wechselfeldes der induktiven Heizvorrichtung 39 vermieden. Das Material M ₄ ist vorzugsweise ein keramisches Material. Das Material M ₄ ist beispielsweise ein oxidkeramisches Faserverbundmate - rial. Ein oxidkeramischer Faserverbundwerkstoff verbindet Eigenschaften von einem Metall und einer Keramik, wie beispielsweise elektromagnetische Transparenz, elektrische oder/und thermische Isolationsfähigkeit, duktiles und nicht-sprödes Bruchverhalten, hohe Zug- und Biegefestigkeit, Thermowechselbeständigkeit und Hochtemperaturstabilität bis über 1300° C.

Der Leiter 51 ist aus einem elektrisch leitfähigen Material M ₅ ausgebildet. Vorzugsweise weist das Material M ₅ eine hohe Leitfähigkeit auf. Beispielsweise ist das Material M ₅ Kupfer oder Aluminium.

Das Hybridbauteil 43 ist insbesondere mittels eines additiven Herstellungsverfahrens schichtweise aus dem elektromagnetisch transparenten Material M ₄ , das das Bauteil 45 bildet, und aus dem elektrisch leitfähigen Material M ₅ , das den Leiter 51 bildet, hergestellt und bildet somit ein Ver- bundbauteil aus mindestens zwei unterschiedlichen Materialien M ₄ und M ₅ . Der Leiter 51 hat eine hohlraumfreie und verbindungsstellenfreie Querschnittsform. Vorzugsweise hat der Leiter 51 eine nicht-runde, insbesondere eine zumindest abschnittsweise geradlinig ausgebildete Querschnittsform. Der Leiter 51 hat beispielsweise eine rechteckige Querschnittsform. Der Leiter 51 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass eine geradlinig ausgebildete lange Seite der Querschnittsform den Gehäusebohrungen 1 1, 12 zugewandt ist. Das Bauteil 45 hat in Bereichen B zwischen dem Leiter 51 und den Gehäusebohrungen 1 1, 12 senkrecht zu den Drehachsen 16, 17 betrachtet eine Materialdicke D, wobei gilt: 5 mm < D < 50 mm, insbeson- dere 10 mm < D < 40 mm, und insbesondere 15 mm < D < 30 mm.

Dadurch, dass die durch den Leiter 51 gebildeten Windungen W vollumfänglich gegen das Bauteil 45 anliegen, bzw. die Spule 40 mit dem Bauteil 45 ein Verbundbauteil bildet, wird das Bauteil 45 durch die Anordnung der Spule 40 nicht geschwächt und weist eine hohe mechanische Stabilität auf. Zudem stützt sich das Bauteil 45 mit Ausnahme der Durchgangsöffnungen 53 vollflächig gegen das Außenteil 44 ab. Hierdurch kann das Bauteil 45 bei der Aufbereitung des aufzubereitenden Materials 2 in radialer Richtung wirkende Kräfte zuverlässig aufnehmen und an das Außenteil 44 ableiten.

In dem Innenraum 50 ist der Heizzonen-Gehäuseabschnitt 6 vorzugsweise ausschließlich aus dem nicht-magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material M ₄ ausgebildet. Der in dem Innenraum 50 befindliche Abschnitt des Bauteils 45 ist vorzugsweise ausschließlich aus dem nicht- magnetischen und elektrisch nicht-leitfähigen Material M ₄ ausgebildet.

Da das Außenteil 44 außerhalb der Spule 40 angeordnet ist, werden durch das magnetische Wechselfeld in dem Außenteil 44 nur geringe Wirbelströme induziert. Dementsprechend ist das Außenteil 44 aus einem metalli- sehen Material M ₆ hergestellt. Vorzugsweise sind auch die weiteren Gehäuseabschnitte 5 und 7 bis 9 aus dem metallischen Material M ₆ hergestellt. Das metallische Material M ₆ ist insbesondere ein Stahl. Alternativ kann das Außenteil 44 jedoch auch aus dem Material M ₄ hergestellt sein. Hierdurch wird eine Erwärmung des Außenteils 44 im Wesentlichen voll- ständig vermieden.

Zur Messung einer Temperatur Τκ des Materials 2 weist die Schneckenmaschine 1 einen ersten Temperatur-Messsensor 60 auf. Der Temperatur- Messsensor 60 ist beispielsweise an dem Gehäuseabschnitt 7 zu Beginn der Homogenisierungszone 26 angeordnet. Weiterhin weist die Schneckenmaschine einen zweiten Temperatur-Messsensor 62 zur Messung einer Vorlauf-Temperatur Tv in der Vorlaufleitung 47 und einen dritten Temperatur- Messsensor 63 zur Messung einer Rücklauf-Temperatur TR in der Rück- laufleitung 48 auf. Die Temperatur-Messsensoren 60, 62, 63 sind in Signalverbindung mit einer Steuervorrichtung 61, die zur Steuerung der Schneckenmaschine 1 und insbesondere der induktiven Heizvorrichtung 39 dient. Hierzu ist die Steuervorrichtung 61 insbesondere in Signalverbindung mit der Energieversorgungseinrichtung 41 und der Kühleinrichtung 42. Die Steuervorrichtung 61 dient insbesondere zur Steuerung der Energieversorgungseinrichtung 41 und/oder der Kühleinrichtung 42 in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur Τκ, Tv und/oder TR.

Die Schneckenmaschine 1 weist weiterhin eine Kühlvorrichtung auf, die in den Gehäuseabschnitten 7 und 8 ausgebildete Kühlkanäle 64 umfasst.

Durch die Kühlkanäle 64 ist in üblicher Weise mittels einer nicht näher dargestellten Kühlmittelpumpe ein Kühlmittel förderbar. Das Kühlmittel ist insbesondere Wasser. Die Funktionsweise der Schneckenmaschine 1 ist wie folgt:

Durch die Zuführöffnung 22 wird der Schneckenmaschine 1 pulverförmi- ges und/oder granulatförmiges Material 2 in die Einzugszone 24 zugeführt. In der Einzugszone 24 wird das Material 2 in Förderrichtung 4 bis zu der Heizzone 25 gefördert.

In der Heizzone 25 wird das Material 2 mittels der induktiven Heizvorrichtung 39 erwärmt bzw. aufgeheizt. Hierzu erzeugt die induktive Heizvorrichtung 39 mittels der Energieversorgungseinrichtung 41 und der Spule 40 ein elektromagnetisches Wechselfeld. Die induktive Heizvorrichtung 39 wird insbesondere mit einer Frequenz f betrieben, wobei für die Frequenz f in einem ersten Frequenzbereich gilt: 1 kHz < f < 50 kHz, insbesondere 5 kHz < f < 45 kHz, und insbesondere 10 kHz < f < 40 kHz. Weiterhin gilt für die Frequenz f in einem zweiten Frequenzbereich: 140 kHz < f <

360 kHz, insbesondere 150 kHz < f < 350 kHz, und insbesondere 160 kHz < f < 340 kHz. Vorzugsweise wird die induktive Heizvorrichtung 39 abwechselnd in beiden Frequenzbereichen betrieben, sodass unterschiedliche Eindringtiefen des magnetischen Wechselfeldes erzielt werden. In Figur 2 sind Feldlinien F des magnetischen Wechselfeldes veranschaulicht. Die Konzentration der Feldlinien F ist im Innenraum 50 der Spule 40 hoch, so dass dort die magnetische Feldstärke hoch ist. Die Heiz-Schichten 59 der Behandlungselemente 33, 33' wirken zudem als eine Art Kern. Durch das magnetische Wechselfeld werden in den Heiz-Schichten 59 Wirbelströme induziert, die ohmsche Wirbelstromverluste verursachen. Zudem werden durch das magnetische Wechselfeld Ummagnetisierungsverluste in den Heiz-Schichten 59 verursacht. Die ohmschen Wirbelstromverluste und die Ummagnetisierungsverluste führen zu einer Erwärmung der Heiz- Schichten 59 auf die Heiztemperatur TH. Die Heiztemperatur TH kann über die Frequenz f und/oder über die Amplitude A verändert werden. Da das Material 2 in intensiven Kontakt mit den Behandlungselementen 33, 33' steht, wird dieses an den Heiz-Schichten 59 erwärmt. Die in den Heiz- Schichten 59 erzeugte Wärme wird also auf das Material 2 übertragen, so dass dieses innerhalb der Heizzone 25 bis auf die Temperatur Τκ aufge- heizt wird. Die Temperatur Τκ liegt insbesondere oberhalb einer Schmelztemperatur TM des Materials 2, so dass das feste Material 2 innerhalb der Heizzone 25 zumindest teilweise aufgeschmolzen wird. Da das Bauteil 45 aus dem elektromagnetisch transparenten Material M ₄ ausgebildet ist, das nicht-magnetisch und elektrisch nicht-leitfähig ist, erwärmt sich das Bauteil 45 aufgrund des magnetischen Wechselfeldes nicht. Die von der induktiven Heizvorrichtung 39 bereitgestellte Energie wird somit einfach und effizient über die Heiz-Schichten 59 der Behandlungselemente 33, 33 ' in das Material 2 eingebracht. Durch die Isolations- Schichten 58 wird zudem vermieden, dass die in den Heiz-Schichten 59 erzeugte Wärme in Richtung der Wellen 30, 31 übertragen wird. Dadurch, dass der Leiter 51 verbindungsstellenfrei und insbesondere frei von Lotmaterial ausgebildet ist, kann die induktive Heizvorrichtung 39 mit einer hohen Leistung betrieben werden, da eine maximal zulässige Temperatur des Leiters 51 lediglich durch eine Schmelztemperatur des Materials M ₅ begrenzt ist, und nicht durch eine maximal zulässige Temperatur des Lotmaterials. Beim Betrieb der induktiven Heizvorrichtung 39 erwärmt sich der Leiter 51 infolge von ohmschen Verlusten und weist eine Temperatur TL auf. Die in dem Leiter 51 erzeugte Verlustwärme wird an das Bauteil 45 abgegeben. Die induktive Heizvorrichtung 39 wird vorzugsweise derart betrieben, dass die Temperatur TL des Leiters 51 bzw. der Spule 40 über der Schmelztemperatur TM des aufzubereitenden Materials 2 liegt. Vorzugsweise liegt die Temperatur TL über 100°C, insbesondere über 160°C, und insbesondere über 230°C. Die Verlustwärme überträgt sich auf diese Weise über das Bauteil 45 auf das aufzubereitende Material 2, sodass das aufzubereitende Material 2 einerseits von innen über die Behandlungs- elementwellen 13, 14 und von außen über das Bauteil 45 erwärmt wird.

Auf diese Weise wird auch die Verlustwärme der Spule 40 zur Erwärmung des aufzubereitenden Materials 2 genutzt, sodass die Effizienz bzw. der Wirkungsgrad der induktiven Heizvorrichtung 39 verbessert ist. Die Temperatur Τκ des Materials 2 wird mittels des Temperatur- Messsensors 60 gemessen und der Steuervorrichtung 61 zugeführt. Die Steuervorrichtung 61 vergleicht die Temperatur Τκ mit einer vordefinierten Soll-Temperatur Ts, die vorzugsweise oberhalb der Schmelztemperatur TM des Materials 2 liegt. Liegt die Temperatur Τκ unterhalb der Soll- Temperatur Ts, steuert die Steuervorrichtung 61 die Energieversorgungseinrichtung 41 an und erhöht die Amplitude A und/oder die Frequenz f. Umgekehrt wird die Amplitude A und/oder die Frequenz f erniedrigt, wenn die Temperatur Τκ zu hoch ist. Bei Bedarf wird der Leiter 51 gekühlt. Hierzu pumpt die Kühleinrichtung 42 mittels der Kühlmittelpumpe 56 ein Kühlmittel, insbesondere Wasser oder Öl durch den Kühlkanal 52. Mittels der Messung der Vorlauf-Temperatur Tv und der Rücklauf-Temperatur TR sowie der Messung der Temperatur Τκ des Materials 2 kann ermittelt werden, wie viel Energie über die erwärmten Behandlungselementwellen 13, 14 und gegebenenfalls über die von dem Bauteil 45 übertragene Verlustwärme in das aufzubereitende Material 2 eingebracht wird. Hierdurch kann das Aufbereitungsverfahren thermisch optimiert werden.

In der Homogenisierungszone 26 wird das Material 2 homogenisiert und - sofern noch festes Material 2 vorliegt - vollständig aufgeschmolzen. Bei Bedarf wird das Material 2 gekühlt, indem ein Kühlmittel, insbesondere Wasser, durch die Kühlkanäle 64 gepumpt wird.

In der Druckaufbauzone 27 wird der Druck des vollständig aufgeschmol- zenen und homogenisierten Materials 2 erhöht. Das Material 2 wird anschließend durch die Austragsöffnung 29 ausgetragen.

Durch die erfindungsgemäße Schneckenmaschine 1 wird in einfacher und effizienter Weise induktiv bzw. thermisch Energie in das aufzubereitende Material 2 eingetragen. Ein mechanischer Energieeintrag kann somit erheblich reduziert werden, wodurch sich die mechanische Belastung und der Verschleiß der Schneckenmaschine 1 erheblich reduziert. Durch den effizienten Energieeintrag ist zudem ein energiesparender Betrieb der Sehne - ckenmaschine 1 möglich. Die induktive Heizvorrichtung 39 weist bezogen auf eine Gesamtleistung der Schneckenmaschine 1 insbesondere eine Heiz- Leistung von 10 % bis 90 %, insbesondere von 20 % bis 80 %, und insbesondere von 30 % bis 70 % auf. Bei Bedarf kann die induktive Heizvorrichtung 39 auch gleichzeitig mit mehreren unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden. Hierdurch können unterschiedlich entfernte Bereiche der Behandlungselemente 33, 33' erwärmt werden, wie beispielsweise die umlaufenden Heiz-Schichten 59.

Das Verbundmaterial der Behandlungselemente 33, 33' wird beispielswei- se durch ein 3D-Druckverfahren und anschließendes Sintern hergestellt. Verfahren zur Herstellung derartiger Verbundmaterialien bzw. Verbundkörper sind bekannt.

Das Hybridbauteil 43 kann beispielsweise schichtweise mittels eines addi- tiven Herstellungsverfahrens, also mittels eines 3D-Druckverfahrens und mittels eines nachfolgenden Sintervorgangs hergestellt werden. Das elektromagnetisch transparente Material M ₄ des Bauteils 45 ist beispielsweise ein keramisches Material. Das Material M ₄ kann bei Bedarf mit Verstärkungspartikeln, insbesondere Verstärkungsfasern, und/oder mit Ferriten zur Verstärkung und Lenkung des magnetischen Wechselfeldes versehen sein. Das elektrisch leitfähige Material M ₅ ist beispielsweise ein metallisches Material, eine metallische Materialzusammensetzung und/oder ein elektrisch leitfähiges Keramikmaterial. Vorzugsweise ist das Hybridbauteil 43 ein Metall-Keramik-Hybridbauteil. Das Hybridbauteil 43 ist insbeson- dere als Verbundbauteil aus dem magnetisch transparenten Material M ₄ und dem elektrisch leitfähigen Material M ₅ ausgebildet.