BURKHARDT, Ulrich (Theobald-Kerner-Strasse 14, Stuttgart, 70372, DE)
| Patentansprüche Behandlungselement zur Behandlung von Material in einer Mehrwellen-Schneckenmaschine mit - einer Längsachse M, - einem jeweils die Längsachse M als Mittelpunkt aufweisenden Kernradius Rj und einem Außenradius Ra, - einer um die Längsachse M verlaufenden Außenkontur Α(φ), wobei φ der Winkel um die Längsachse M ist und i < DA((p) < Ra für einen Abstand DA((p) der Außenkontur Α(φ) von der Längsachse M gilt, dadurch gekennzeichnet, dass - die Außenkontur Α(φ) mindestens einen entlang eines Winkelabschnitts Δφ verlaufenden Außenkontur- Abschnitt Α(Δφ) aufweist, der einen sich stetig ändernden Abstand ϋΑ(Δφ) von der Längsachse M hat, wobei Rj < ϋΑ(Δφ) < Ra ist, und der eine zugehörige Evolute E aufweist, die eine Menge von n Punkten P(i) mit i = 1 bis n und n > 3 ist, wobei jeder der Punkte P(i) außerhalb der Längsachse M und innerhalb des Außenradius Ra liegt, und wobei jeweils zwei benachbarte Punkte P(i) und P(i+1) einen Abstand ΔΓ(Ϊ) voneinander aufweisen, der kleiner als R/2 ist. Behandlungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei benachbarte Punkte P(i) und P(i+1) einen Abstand ΔΓ(Ϊ) voneinander aufweisen, der kleiner als R/4, insbesondere kleiner als R/6, und insbesondere kleiner als R/8 ist, wobei die jeweils zwei be- nachbarten Punkte P(i) und P(i+1) zu benachbarten Evolventenbögen E'(i) und E'(i+1) gehören. 3. Behandlungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- net, dass jeweils zwei benachbarte Punkte P(i) und P(i+1) einen konstanten Abstand Ar voneinander aufweisen. 4. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Punkten P(i) gehörigen Evolventenbö- gen E'(i) jeweils einen Zentriwinkel Δε(ί) aufweisen, der kleiner als 60°, insbesondere kleiner als 45°, und insbesondere kleiner als 30° ist. 5. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Punkten P(i) gehörigen Evolventenbö- gen E'(i) konstante Zentriwinkel Δε aufweisen. 6. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Punkte P(i) auf einer stetigen und differenzierbaren Kurve liegen, die eine gleichbleibende Krümmungsrichtung aufweist. 7. Behandlungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Evolute E zumindest abschnittsweise gleich der Kurve ist. 8. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Außenkontur- Abschnitt Α(Δφ) über den gesamten Winkelabschnitt Δφ gekrümmt ist. 9. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur Α(φ) mindestens zwei Außenkontur-Abschnitte Α(ψι) und Α(φ2), und insbesondere mindestens vier Außenkontur-Abschnitte A(( t) bis Α(φ4) aufweist. 10. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur Α(φ) mindestens zwei Außenkontur-Abschnitte A(A( j) und A(A(pj+1) aufweist, die eine gemeinsame Evolute Ej haben. 1 1. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur Α(φ) mindestens zwei Außenkontur-Abschnitte A(A( j) und A(A(pj+1) aufweist und die mindestens zwei zugehörigen Evoluten Ej und Ej+1 unterschiedlich sind. 12. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur Α(φ) mindestens zwei Außenkontur-Abschnitte A(Aqj) und A(Aq j+1) aufweist und die mindestens zwei zugehörigen Evoluten Ej und Ej+1 eine gemeinsame Tangente (T) haben. 13. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur Α(φ) eine einheitliche Krümmungsrichtung aufweist. 14. Behandlungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur Α(φ) mehrgängig, insbesondere zweigängig ausgebildet ist. 15. Mehrwellen- Schneckenmaschine mit - einem Gehäuse (2), - mindestens zwei zueinander parallelen und einander durchdringenden Gehäusebohrungen (7, 8), - mindestens zwei in den Gehäusebohrungen (7, 8) konzentrisch angeordneten Wellen (13, 14), die um zugehörige Drehachsen (9, 10) drehantreibbar, insbesondere gleichsinnig drehantreibbar, sind und die einen Achsabstand a der Drehachsen (9, 10) aufweisen, - mehreren Behandlungselementen (27 bis 34) zur Behandlung von Material, die in einer Axialrichtung hintereinander auf den mindestens zwei Wellen (13, 14) drehfest angeordnet sind und die miteinander dicht kämmend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass - mindestens zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Behandlungselemente (31, 32; 31a, 32a bis 31t, 32t) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet sind und - die Summe des Kernradius Rj und des Außenradius Ra im Wesentli- chen gleich dem Achsabstand a ist. 16. Mehrwellen-Schneckenmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Evoluten Ej der nebeneinander angeordneten Behandlungselemente (31, 32; 31a, 32a bis 31t, 32t) durch lineare Ver- Schiebung in Richtung des Achsabstandes a ineinander überführbar sind. 17. Mehrwellen-Schneckenmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Verschiebung dem Achsabstand a entspricht. Mehrwellen-Schneckenmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen M der nebeneinander angeordneten Behandlungselemente (31t, 32t) zu den zugehörigen Drehachsen (9, 10) exzentrisch angeordnet sind. |
Die Erfindung betrifft ein Behandlungselement zur Behandlung von Mate- rial in einer Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere in einer Zweiwellen-Schneckenmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere eine Zweiwellen-Schneckenmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Aus der DE 1 180 718 A ist eine Zweiwellen-Schneckenmaschine mit eingängigen Behandlungs- bzw. Schneckenelementen bekannt. Im Querschnitt setzt sich die Außenkontur der Schneckenelemente aus Kreisbögen zusammen. Die in Drehrichtung liegende aktive Flanke weist eine Außenkon- tur auf, die aus drei Kreisbögen zusammengesetzt ist, deren Mittelpunkte entweder auf dem Außenradius oder auf der Längsachse der Schneckenelemente liegen. Nachteilig ist, dass die Schneckenelemente nur eine geringe Flexibilität bei der Einstellung der auf das zu bearbeitende Material wirkenden Scher- und/oder Dehnströmungen ermöglicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Behandlungselement der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass eine hohe Flexibilität bei der Einstellung der auf das zu bearbeitende Material wirkenden Scher- und/oder Dehnströmungen gegeben ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Behandlungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Behandlungselemente bei gleichem Verhältnis von Außenradius zu Kernradius einen gleichen Schnittwinkel des akti- ven Flankenbogens mit dem Kammbogen aufweisen. Der Innenradius der Gehäusebohrungen ist um das Radialspiel größer als der Außenradius der Behandlungselemente. Somit ergibt sich bei konstantem Verhältnis von Radialspiel zu Außenradius immer eine geometrisch ähnliche Form des Keils zwischen der Innenkontur des Gehäuses und dem aktiven Flankenbogen. Da die in dem Keil herrschenden Scher- und/oder Dehnströmungen im Wesentlichen von dessen geometrischer Form abhängig sind, können diese nur über den Schnittwinkel des aktiven Flankenbogens mit dem Kammbogen eingestellt werden. Da der Schnittwinkel lediglich vom Verhältnis Au- ßenradius zu Innenradius abhängig ist, ist die Einstellung der Scher- und/oder Dehnströmungen über die Geometrie des Keils nur äußerst begrenzt möglich.
Demgegenüber weist das erfindungsgemäße Behandlungselement - im Querschnitt bzw. in Querschnittsprojektion betrachtet - mindestens einen Außenkontur- Abschnitt A(Aq) j ) auf, dessen zugehörige Evolute E j eine Menge von n Punkten P(i) mit i = 1 bis n und n > 3, insbesondere n > 4 und insbesondere n > 5 ist, wobei jeder der Punkte P(i) außerhalb der Längsachse M des Behandlungselements und innerhalb dessen Außenradius R a liegt. Jeweils zwei benachbarte Punkte P(i) und P(i+1) weisen voneinander einen Abstand Ar(i) auf, der kleiner als R/2, insbesondere kleiner als R/4, insbesondere kleiner als R/6, und insbesondere kleiner als R/8 ist. Benachbarte Punkte P(i) und P(i+1) gehören zu benachbarten Evolventenbö- gen E'(i) und E'(i+1). Die Evolventenbögen E'(i) mit i = 1 bis n bilden gemeinsam den zu der Evolute E j gehörigen Außenkontur- Abschnitt A(Aq> j ).
Der Index j charakterisiert die Anzahl der Evoluten. Der mindestens eine Außenkontur- Abschnitt A(A(p j ) bildet zumindest einen Teil einer Flanke des Behandlungselements, wobei der zugehörige Keil über die Art und Anordnung der Evolute E j flexibel einstellbar ist. Dementsprechend können die von dem Behandlungselement erzeugbaren Scher- und/oder Dehnströmungen über die Art und Anordnung der Evolute E j flexibel auf das zu be- handelnde Material angepasst werden.
Die Evolute E j des zugehörigen in einer Ebene verlaufenden Außenkontur- Abschnitts A(A(p j ) ist der Ort bzw. die Kurve der Krümmungsmittelpunkte bzw. der Mittelpunkte des Krümmungskreises. Der zu der Evolute E j gehö- rige Außenkontur- Abschnitt A(Aq) j ) wird auch als Evolvente bezeichnet. Zur Konstruktion der Außenkontur wird ein fiktiver Stab mit der Länge des Achsabstandes a an der Evolute E j abgewickelt, wobei das erste Stabende den Außenkontur- Abschnitt Aj(A( j j) des einen Behandlungselements und das zweite Stabende einen zugehörigen Außenkontur-Abschnitt A i+1 (A(p ji+1 ) des weiteren Behandlungselements definiert, die bei einem Einbau in eine Mehrwellen- Schneckenmaschine einander dicht kämmen.
Durch die Art, Anordnung und Anzahl der Evoluten E j ist ein hohes Maß an Freiheitsgraden für die Konstruktion des erfindungsgemäßen Behand- lungselements gegeben, so dass die Außenkontur-Abschnitte A(Aq) j ) in ihrer Krümmung, Länge und ihren Schnittwinkeln in großen Bereichen variierbar sind. Die Keile zwischen den Flanken und der Innenkontur des Gehäuses können somit äußerst flexibel gestaltet werden. Da die in diesen Keilen herrschenden Scher- und/oder Dehnströmungen die Qualität des zu bearbeitenden Materials wesentlich beeinflussen, kann durch das erfindungsgemäße Behandlungselement die Qualität optimiert und an vorgegebene Anforderungen angepasst werden. Der mindestens eine Außenkontur- Abschnitt A(Aq) j ) bildet dabei insbesondere einen Teil der in der Drehrichtung liegenden aktiven Flanken. Das Behandlungselement kann als Knetelement bzw. Knetscheibe ausgebildet sein und in Richtung der Längsachse M eine gleichbleibende Außenkontur aufweisen. Mehrere Knetelemente können mit unterschiedlichen Versatzwinkeln um die Längsachse M zu Knetblöcken zusammengesetzt sein. Die Knetblöcke können einteilig gefertigt sein oder aus einzelnen Knetelementen zusammengesetzt sein.
Weiterhin kann das Behandlungselement als Schneckenelement ausgebil- det sein, dessen Außenkontur in Richtung der Längsachse M durch eine konstante und/oder stetige Funktion verschraubt ist. Die Verschraubung kann grundsätzlich in beiden Drehrichtungen um die Längsachse M erfolgen, so dass das Schneckenelement wahlweise eine Förder- oder Stauwirkung aufweist. In Abhängigkeit der Geometrie des Schneckenelementes ist die Außenkontur gegebenenfalls als Querschnittsprojektion zu verstehen.
Weiterhin kann das Behandlungselement als Übergangselement ausgebildet sein, das in Richtung der Längsachse M eine Anfangs-Außenkontur und eine End- Außenkontur aufweist, die unterschiedlich sind und sich in Richtung der Längsachse M nach einer stetigen Funktion derart ändern, dass die Anfangs-Außenkontur stetig in die End-Außenkontur übergeht.
Das erfindungsgemäße Behandlungselement ist mit zugehörigen weiteren Behandlungselementen in beliebigen dicht kämmenden Mehrwellen- Schneckenmaschinen einsetzbar, insbesondere in gleichsinnig oder gegensinnig drehantreibbaren Zweiwellen- Schneckenmaschinen. Die benachbarten, sich dicht kämmenden Behandlungselemente bilden dabei eine Behandlungselement-Gruppe, deren Behandlungselemente durch Abwickeln des fiktiven Stabes der Länge a an einer gemeinsamen Evolute E j bzw. mehreren gemeinsamen Evoluten E j konstruiert wurden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Behand- lungselements ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 14.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Mehrwellen- Schneckenmaschine der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass eine hohe Flexibilität bei der Einstellung der auf das zu bearbeitende Mate- rial wirkenden Scher- und/oder Dehnströmungen gegeben ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Mehrwellen-Schneckenmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Durch die mindestens zwei Behandlungselemente nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 können die Keile zwischen den Flanken und der Innenkontur des Gehäuses flexibel variiert werden, wodurch die ausgeübten Scher- und/oder Dehnströmungen optimal an das zu bearbeitende Material angepasst werden können. Die mindestens zwei Behandlungselemente sind derart ausgebildet und angeordnet, dass sich diese dicht kämmen und eine entsprechende Behand- lungselement-Gruppe bilden. Dies wird dadurch erzielt, dass die Summe des Außenradius a und des Kernradius Rj im Wesentlichen dem Achsabstand a entspricht. Im Wesentlichen bedeutet, dass die in der Praxis übliche Achsabrückung b vernachlässigt wird. Wird die Achsabrückung b berücksichtigt, so entspricht die Summe des Außenradius R a und des Kernradius Ri der Differenz des Achsabstandes a und der Achsabrückung b.
Die mindestens zwei Behandlungselemente der Behandlungselement- Gruppe wurden an mindestens einer gemeinsamen Evolute E j durch Abwi- ckeln eines fiktiven Stabes mit der Länge des Achsabstandes a bzw. des Achsabstandes a abzüglich der Achsabrückimg b konstruiert.
Je nach Art, Anordnung und Anzahl der Evoluten E j können die Behand- lungselemente der Behandlungselement-Gruppe symmetrisch, beispielsweise achs- und/oder rotationssymmetrisch, oder unsymmetrisch und/oder kongruent oder nicht-kongruent sein. Darüber hinaus können die mindestens zwei Behandlungselemente entsprechend den Ausführungen zu Anspruch 1 weitergebildet sein. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der er- fmdungsgemäßen Mehrwellen-Schneckenmaschine ergeben sich aus den Ansprüchen 16 bis 18.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrere Ausführungsbeispiele an- hand der Zeichnung. Es zeigen: eine schematische Darstellung einer als Zweiwellen-Extruder ausgebildeten Zweiwellen- Schneckenmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 einen horizontalen Teil-Längsschnitt durch die Zweiwellen- Schneckenmaschine in Fig. 1,
Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch die Zweiwellen-
Schneckenmaschine gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1 mit zwei sich dicht kämmenden, als Knetelemente ausgebildeten Behandlungselementen in einer ersten Drehstellung, Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt durch die Zweiwellen-
Schneckenmaschine gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1 mit zwei sich dicht kämmenden, als Knetelemente ausgebildeten Behandlungselementen in einer zweiten Drehstellung,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht mehrerer Behandlungselemente entsprechend Fig. 3,
Fig. 6 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung eines ersten Konstruktionsschrittes der Behandlungselemente in
Fig. 3,
Fig. 7 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Konstruktionsschrittes der Behandlungselemente in Fig. 3,
Fig. 8 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung eines dritten Konstruktionsschrittes der Behandlungselemente in Fig. 3,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht mehrerer dicht kämmender, als
Schneckenelemente ausgebildeter Behandlungselemente gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 10 einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 1 1 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung der Konstruktionsschritte der Behandlungselemente in Fig. 10, Fig. 12 einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, Fig. 13 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung eines ersten Konstruktionsschrittes der Behandlungselemente in Fig. 12,
Fig. 14 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung eines zweiten Konstruktionsschrittes der Behandlungselemente in
Fig. 12,
Fig. 15 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung eines dritten Konstruktionsschrittes der Behandlungselemente in Fig. 12,
Fig. 16 einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, Fig. 17 einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
Fig. 18 einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behand lungselementen gemäß einem achten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem elften Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit Behandlungselementen gemäß einem vierzehnten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit zweigängigen Behandlungselementen gemäß einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel, Fig. 27 ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung der Konstruktionsschritte der Behandlungselemente in Fig. 26, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit zweigängigen Behandlungselementen gemäß einem sechzehnten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit zweigängigen Behandlungselementen gemäß einem siebzehnten Ausführungsbeispiel, einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit dreigängigen Behandlungselementen gemäß einem achtzehnten Ausführungsbeispiel,
einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit eingängigen Behandlungselementen gemäß einem neunzehnten Ausführungsbeispiel, ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung der Konstruktionsschritte der Behandlungselemente in Fig. 31 , einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 3 mit eingängigen Behandlungselementen gemäß einem zwanzigsten Aus führungsbeispiel, ein Konstruktionsdiagramm zur Veranschaulichung der Konstruktionsschritte der Behandlungselemente in Fig. 33, und einen vertikalen Querschnitt entsprechend Fig. 28 mit exzent risch angeordneten Behandlungselementen gemäß einem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine als Zweiwellen-Extruder ausgebildete Zweiwellen- Schneckenmaschine 1 weist ein Gehäuse 2 aus mehreren hintereinander angeordneten und als Gehäuseschüssen bezeich- neten Gehäuseabschnitten 3, 4, 5, 6 auf. Im Gehäuse 2 ist eine erste Gehäusebohrung 7 und eine diese durchdringende zweite Gehäusebohrung 8 ausgebildet, deren zugehörige Achsen 9, 10 parallel zueinander verlaufen. Im Durchdringungsbereich der Gehäusebohrungen 7, 8 weisen die Gehäuseabschnitte 3 bis 6 einen oberen ersten Zwickel 1 1 und einen entsprechend ausgebildeten unteren zweiten Zwickel 12 auf.
In den Gehäusebohrungen 7, 8 sind konzentrisch zu der jeweils zugehörigen Achse 9, 10 Wellen 13, 14 angeordnet, die von einem Antriebsmotor 15 drehantreibbar sind. Zwischen den Wellen 13, 14 und dem Antriebsmo- tor 15 ist ein Verzweigungsgetriebe 16 angeordnet, wobei wiederum zwischen dem Antriebsmotor 15 und dem Verzweigungsgetriebe 16 eine Kupplung 17 angeordnet ist. Die Wellen 13, 14 werden gleichsinnig, also in gleichen Drehrichtungen 18, 19 um die Achsen 9, 10 angetrieben. Die Achsen 9, 10 werden dementsprechend nachfolgend auch als Drehachsen bezeichnet.
Auf dem dem Verzweigungsgetriebe 16 benachbarten ersten Gehäuseabschnitt 3 ist eine Materialzuführung 20 in Form eines Trichters angeordnet, durch den aufzubereitendes bzw. zu bearbeitendes Kunststoffmaterial in die Gehäusebohrungen 7, 8 eingegeben werden kann. Das Material wird in einer Förderrichtung 21 von dem ersten Gehäuseabschnitt 3 bis zu dem letzten Gehäuseabschnitt 6 durch das Gehäuse 2 gefördert und verlässt die Schneckenmaschine 1 beispielsweise durch eine das Gehäuse 2 abschließende Düsenplatte 22. Die Schneckenmaschine 1 weist in Förderrichtung 21 hintereinander eine Einzugszone 23, eine Aufschmelzzone 24, eine Mischzone 25 und eine Druckaufbauzone 26 auf. Auf den als Zahnwellen ausgebildeten Wellen 13, 14 sind - in Förderrichtung 21 hintereinander - jeweils einander paarweise zugeordnete erste Schneckenelemente 27, 28, erste Knetelemente 29, 30, zweite Knetelemente 31 , 32 und zweite Schneckenelemente 33, 34 jeweils als Behandlungselemente angeordnet. Sowohl die Schneckenelemente 27, 28, 33, 34 als auch die Knetelemente 29, 30, 31 , 32 greifen ineinan- der, sind also dicht kämmend ausgebildet. Die paarweise nebeneinander angeordneten Schneckenelemente 27, 28 bilden jeweils eine erste Behandlungselement-Gruppe 35 aus. Entsprechend bilden die Knetelemente 29, 30 bzw. 31 , 32 und die Schneckenelemente 33, 34 jeweils paarweise weitere Behandlungselement-Gruppen 36, 37 und 38 aus.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 3 bis 8 eine aus den Knetelementen 31 , 32 bestehende Behandlungselement-Gruppe 37 im Detail beschrieben. In den Fig. 3 und 4 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine Behandlungselement-Gruppe 37 dargestellt. Die Knetelemente 31 , 32 nach- folgender Behandlungselement-Gruppen 37 weisen beispielsweise einen Versatzwinkel um die jeweilige Längsachse M von 30° auf. Die Knetelemente 31 , 32 sind eingängig ausgebildet und kongruent zueinander. Dies bedeutet, dass die Knetelemente 31 , 32 durch Verschiebung und/oder Drehung um ihre jeweilige Längsachse Mi bzw. M 2 zur Deckung gebracht werden können. Die Längsachsen Mi und M 2 sind konzentrisch zu den zugehörigen Drehachsen 9, 10 der Wellen 13, 14. In einer senkrecht zu den Längsachsen M l 5 M 2 verlaufenden Querschnittsebene weisen die Knetelemente 31 , 32 jeweils eine um die zugehörige Längsachse M l 5 M 2 verlaufende Außenkontur Α^φ), Α 2 (φ) auf, wobei φ der Winkel um die jeweilige Längsachse M l 5 M 2 ist und zwischen 0 < φ < 360° liegt. Da die Knetelemente 31 , 32 kongruent zueinander sind, sind deren Außenkonturen Α^φ) und Α 2 (φ) identisch. Sofern es nachfolgend auf eine Unterscheidung der Außenkonturen A t ((p) und Α 2 (φ) sowie der Längsachsen M t und M 2 nicht ankommt, werden diese gemeinsam mit Α(φ) bzw. M bezeichnet.
Die Außenkonturen Α(φ) weisen relativ zu ihrer jeweiligen Längsachse M, die als Mittelpunkte dienen, einen minimalen Kernradius Rj und einen maximalen Außenradius R a auf. Der Außenradius R a ist um ein Radialspiel S r kleiner als der Innenradius R b der Gehäusebohrungen 7, 8. Da die Knetelemente 31 , 32 dicht kämmend ausgebildet sind, ist die Summe des Kernradius Ri und des Außenradius R a im Wesentlichen gleich dem Achsabstand a der Drehachsen 9, 10. Im Wesentlichen bedeutet, dass eine geringfügige Achsabrückung b vernachlässigt wird. Wird diese berücksichtigt, so ist die Summe des Kernradius Rj und des Außenradius R a gleich der Differenz des Achsabstandes a und der Achsabrückung b. Im Folgenden wird die Achsabrückung b vernachlässigt.
Nachfolgend wird die Konstruktion der Außenkonturen Α(φ) und deren Verlauf im Detail beschrieben. Die Außenkonturen Α(φ) weisen von ihrer Längsachse M jeweils einen Abstand ϋ Α (φ) auf, für den jeweils gilt:
Ri < D A ((p) < R a . Die Außenkonturen Α(φ) weisen einen Kamm Α(Δφ κ ), einen Grund Α(Δφ 0 ) und zwei Flanken Α(Δφ Ρ1 ) und Α(Δφ Ρ2 ) auf. Die Winkelabschnitte Δφ κ , Δφ 0 und Δφ Ρ werden als Kammwinkel, Grundwin- kel und Flankenwinkel bezeichnet. Dies ist in Fig. 8 veranschaulicht.
Die erste Flanke Α(Δφ Ρ1 ) setzt sich zusammen aus einem ersten Außenkontur-Abschnitt Α(Δψ ! ) mit einem Winkelabschnitt ψι und einem Übergangs-Abschnitt Α(Δφ τ ) mit einem Übergangswinkel Δφ τ und bildet eine in der jeweiligen Drehrichtung 18, 19 aktive Flanke des Knetelements 31 , 32. Die zweite Flanke Α(Δφ Ρ2 ) entspricht einem zweiten Außenkontur- Abschnitt Α(Δφ 2 ) mit einem Winkelabschnitt Δφ 2 und bildet eine entgegen der jeweiligen Drehrichtung 18, 19 liegende passive Flanke des Knetele- ments 31 , 32. Die Außenkontur- Abschnitte Α(Δψ ! ) und Α(Δφ 2 ) weisen von der jeweiligen Längsachse M einen sich stetig ändernden Abstand D A (A( ! ) und ϋ Α (Δφ 2 ) auf, für die jeweils Rj < ϋ Α (Δφ) < R a ist. Dies ist in Fig. 7 veranschaulicht. Die Außenkontur- Abschnitte Α(Δφ ! ) und Α(Δφ 2 ) weisen eine zugehörige Evolute E auf, die eine Menge von drei Punkten P(i) mit i = 1 bis 3 ist. Die Punkte P(i) liegen außerhalb der jeweiligen Längsachse M und innerhalb des Außenradius R a . Die Konstruktion der Außenkontur- Abschnitte Α(Δψ ! ) und Α(Δφ 2 ) ist in Fig. 6 veranschaulicht. Bildlich gesprochen wird zu deren Konstruktion ein fiktiver Stab mit der Länge des Achsabstandes a an der Evolute E abgewickelt, wobei das erste Stabende den ersten Außenkontur-Abschnitt Α(Δψ ! ) des einen Knetelements 31 und das zweite Stabende den zweiten Außen- kontur- Abschnitt Α(Δφ 2 ) des anderen Knetelements 32 definiert und umgekehrt. Anders ausgedrückt wird der fiktive Stab an einem durch die Punkte P(l) bis P(3) gebildeten Polygonzug abgerollt, wobei zu Beginn die Stabenden auf dem Kernradius Rj bzw. dem Außenradius R a liegen. Das Abrollen wird beendet, wenn das ursprünglich auf dem Kernradius Rj lie- gende Stabende auf den Außenradius R a trifft. Unter Abrollen ist zu verstehen, dass der fiktive Stab um den Punkt P(l) gedreht wird, bis der Stab auf den nächsten Punkt des Polygonzuges, also auf P(2) trifft. Anschließend wird der fiktive Stab um den Punkt P(2) gedreht, bis der Stab auf den nächsten Punkt, also P(3) trifft. Daraufhin wird der fiktive Stab um den Punkt P(3) gedreht, bis das Stabende auf den Außenradius R a trifft. Dieses Abrollen ist in Fig. 6 veranschaulicht, wobei der fiktive Stab in einzelnen Stellungen während des Abwickeins gestrichelt dargestellt ist. Die Außenkontur-Abschnitte A(A( i) und Α(Δφ 2 ) sind somit durch drei Kreisbögen gebildet, deren zugehörige Mittelpunkte die Punkte P(l) bis P(3) sind. Benachbarte Punkte der Punkte P(l) bis P(3) weisen einen konstanten Abstand Ar(i) = Ar voneinander auf. Das bedeutet, dass die Radien von benachbarten Kreisbögen, die auch als Evolventenbögen E'(l) bis E'(3) bezeichnet werden, sich um den Abstand Ar(i) = Ar unterscheiden. Der Abstand Ar ist kleiner als Rjund kleiner als R/2. Insbesondere kann der Abstand Ar auch kleiner als R/4, insbesondere kleiner als R/6 und insbesondere kleiner als R/8 sein. Die zu den Punkten P(l) bis P(3) gehörigen Kreisbögen weisen konstante Zentriwinkel Δε(ί) = Δε auf. Die Zentriwin- kel Δε(ι) = Δε sind kleiner als 60°. Insbesondere kann der Zentriwinkel Δε auch kleiner als 45° und insbesondere kleiner als 30° sein.
Aufgrund der konstanten Abstände ΔΓ und der konstanten Zentriwinkel Δε liegen die Punkte P(l) bis P(3) auf einer stetigen und differenzierbaren Kurve in Form eines Kreises, der eine gleichbleibende Krümmungsrichtung aufweist.
Fig. 7 veranschaulicht die weitere Konstruktion des ersten Flankenabschnitts Α(Δφ Ρ1 ). Der erste Flanken-Abschnitt Α(Δφ Ρ1 ) setzt sich zusam- men aus dem ersten Außenkontur-Abschnitt A(A( i) und dem Übergangs- Abschnitt Α(Δφ τ ) mit dem Übergangswinkel Δφ τ . Der Übergangs- Abschnitt Α(Δφ τ ) ist ein Kreisbogen um den Mittelpunkt M T mit dem Übergangsradius R T . Der Mittelpunkt M T ergibt sich aus dem Berührungspunkt des Außenradius R a und des zweiten Außenkontur- Abschnitts Α(Δφ 2 ). Der Übergangsradius R T entspricht dem Achsabstand a. Bildlich gesprochen wird der fiktive Stab mit der Länge des Achsabstandes a - nachdem das Stabende auf dem Außenradius R a trifft - um diesen Berührungspunkt, also um den Mittelpunkt M T , verschwenkt, bis der Stab die Längsachse M kreuzt. Das bewegliche Stabende kommt dann auf dem Kernradius Rj zu liegen.
Fig. 8 veranschaulicht die Konstruktion des Kamms Α(Δφ κ ) und des Grunds Α(Δφο). Der Kamm Α(Δφ κ ) ist ein Kreisbogen mit der Längsachse M als Mittelpunkt und einem Radius, der dem Außenradius R a entspricht. Der Grund Α(Δφ 0 ) ist ebenfalls ein Kreisbogen mit der Längsachse M als Mittelpunkt und einem Radius, der dem Kernradius Rj entspricht. Bildlich gesprochen wird der fiktive Stab, nachdem dieser auf die Längsachse M getroffen ist, um diese gedreht, bis die Stabenden wieder auf ihre Ausgangs- punkte treffen. Der Kammwinkel Δφ κ entspricht somit dem Grundwinkel Δφ 0 .
Da die Stabenden jeweils eine der Außenkonturen Α^φ) bzw. Α 2 (φ) definieren, muss der beschriebene Vorgang nochmals wiederholt werden, um für jedes der Knetelemente 31 , 32 die vollständige Außenkontur Α^φ) bzw. Α 2 (φ) zu definieren. Aufgrund der Tatsache, dass die Außenkontur- Abschnitte Α(Δψ ! ) und Α(Δφ 2 ) an einer gemeinsamen Evolute E gebildet werden bzw. eine gemeinsame Evolute E aufweisen, sind die aus dem Konstruktionsvorgang resultierenden Außenkonturen Α^φ) und Α 2 (φ) kongruent. Das bedeutet, dass der oben beschriebene Konstruktionsvorgang für diesen Spezialfall nicht wiederholt werden muss, da mit diesem bereits beide Knetelemente 31, 32 konstruiert sind. Die Außenkontur- Abschnitte A(A( i) und Α(Δφ 2 ) sind über ihre jeweiligen Winkelabschnitte ψι und Δφ 2 gekrümmt ausgebildet und weisen keine geradlinigen Teilabschnitte auf. Darüber hinaus weisen die Außenkonturen Αι(φ) bzw. Α 2 (φ) eine einheitliche Krümmungsrichtung auf.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, können die zu den Knetelementen 31 , 32 zugehörigen und gleichen Evoluten E durch eine lineare Verschiebung um den Achsabstand a in Richtung dieses ineinander überführt werden. Die Summe der Abstände der Evoluten E bzw. der Kurven, auf denen die Punkte P(i) der Evoluten E liegen, vom Berührungspunkt B ist in Richtung des Achsabstandes a in jeder Drehstellung im Wesentlichen gleich dem Achsabstand a, wodurch die Knetelemente 31 , 32 dicht kämmend sind. Der Keil K a zwischen der Innenkontur der Gehäusebohrungen 7, 8 und der aktiven Flanke Α(Δφ Ρ1 ) und der entsprechende Keil K p zwischen der Innenkontur und der passiven Flanke Α(Δφ Ρ2 ) sind bei den erfindungsgemäßen Knetelementen 31 , 32 flexibel einstellbar, wodurch die Scher- und/oder Dehnströmungen optimal auf das zu bearbeitende Kunststoffma- terial anpassbar sind. Der aktive Schnittwinkel a a des Kamms Α(Δφ κ ) und der aktiven Flanke Α(Δφ Ρ1 ) beträgt 0°. Der passive Schnittwinkel Op des Kamms Α(Δφ κ ) und der passiven Flanke Α(Δφ Ρ2 ) ist größer 0°.
Dadurch, dass der Abstand der Evoluten E der Knetelemente 31 , 32 in je- der Drehstellung dem Achsabstand a entspricht, sind die Knetelemente 31 , 32 dicht kämmend und weisen in ihrem jeweiligen Berührungspunkt B eine gemeinsame Tangente auf. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel sind die Behandlungselemente 31a, 32a als Schneckenelemente ausgebildet. Die Außenkonturen Α^φ) und Α 2 (φ) ent- sprechen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei diese längs der jeweiligen Drehachse 9, 10 mit einer konstanten und stetigen Funktion verschraubt sind. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 1 1 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31b und 32b sind weder kongruent zueinander noch symmetrisch. Die Knetelemente 31b, 32b weisen jeweils zwei Evoluten E j mit j = 1 und 2 auf. Jede der Evoluten E j ist eine Menge von 3 Punkten P j (i) mit i = 1 bis 3. Die erste Evolute E t ist ein aus den Punkten Pi(l) bis Pi(3) gebildeter Polygonzug, wobei benachbarte Punkte der Punke Pi(l) bis Pi(3) unterschiedliche Abstände Ar(i) aufweisen. Die zweite Evolute E 2 entspricht der des ersten Ausführungsbeispiels. Die Außenkontur- Abschnitte Α^Δφπ) und Α 2 (Δφ 12 ) werden durch Abwickeln des fiktiven Stabes an der ersten Evolute E t ge- bildet. Anschließend wird entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Übergangs-Abschnitt Α^Δφ-π) durch Verschwenken des fiktiven Stabes um den Mittelpunkt M T1 gebildet. Daraufhin werden durch Drehen des fiktiven Stabes um den Mittelpunkt M der Kamm Α 2 (Δφ κ2 ) und der Grund Α^Δφο entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet.
Nun folgt eine weitere halbe Umdrehung des fiktiven Stabes. Der fiktive Stab wird zunächst an der zweiten Evolute E 2 abgewickelt, wodurch die Außenkontur-Abschnitte Α 1 (Δφ 21 ) und Α 2 (Δφ 22 ) gebildet werden. Anschließend wird durch Verschwenken des fiktiven Stabes um den Mittel- punkt M T2 der Übergangs-Abschnitt Α 2 (Δφ τ2 ) analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet. Durch Drehen des fiktiven Stabes um den Mittelpunkt M werden der Grund Α 2 (Δφ 02 ) und der Kamm Α^Δψκι) gebildet und die Außenkonturen Α^φ) und Α 2 (φ) geschlossen. Die Außenkontur- Abschnitte Α^Δφπ) und Α 2 (Δφ 12 ) werden somit an der Evolute E t erzeugt, wohingegen die Außenkontur-Abschnitte Α 1 (Δφ 21 ) und Α 2 (Δφ 22 ) an der davon unterschiedlichen Evolute E 2 erzeugt werden. Entsprechend sind auch die Keile K al und K a2 bzw. die Keile K pl und K p2 und die Schnittwinkel a al und a a2 bzw. die Schnittwinkel Opi und Op 2 unterschiedlich ausgebil- det. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 15 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist die Evolute E eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens um den Mittelpunkt M E . Mathematisch betrachtet kann diese Evolute E dadurch gebildet werden, dass für die Zentriwinkel Δε gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Grenzübergang gegen Null durchgeführt wird. Der Abstand ΔΓ der Punkte P(i) geht dann in die Bogenlänge ds und der Zentriwinkel Δε in die Änderung der Tangentenrichtung ds über. Die Evolute E besitzt damit den Krümmungsradius E = ds/ds. Die Evolute E ist damit ein Kreisbogen mit im Grenzübergang unendlich vielen Punkten P(i) mit i = 1 bis oo. Die Konstruktion der Flanken Α(Δφ Ρ1 ) und Α(Δφ Ρ2 ) gemäß den Fig. 13 und 14 er- folgt entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Evolute E - wie bereits ausgeführt - ein Kreisbogen ist. Da die Außenkontur- Abschnitte Α(Δψ ! ) und Α(Δφ 2 ) die gleiche Evolute E aufweisen, sind die Knetelemente 31c und 32c kongruent zueinander. Die Knetelemente 31c und 32c sind jedoch nicht symmetrisch. Der aktive Schnittwinkel a a = 0°. Demgegen- über ist der passive Schnittwinkel Op > 0°. Die Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunststoffmaterial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 16 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 3 ld und 32d sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 20°. aktive Schnittwinkel a a = 0°. Der passive Schnittwinkel Op > 0°. Die zugehörigen Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunststoffmaterial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 17 ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31e und 32e sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 80°. Der aktive Schnittwinkel a a = 0°. Der passive Schnittwinkel Op > 0°. Die zugehörigen Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunststoffmaterial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 18 ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 3 lf und 32f sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 20°. Der zu der aktiven Flanke Α(Δφ Ρ1 ) zugehörige aktive Schnittwinkel a a = 15°. Der zu der passiven Flanke Α(Δφ Ρ2 ) zugehörige passive Schnittwinkel Op = 20°. Die zugehörigen Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunst- stoffmaterial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 19 ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31g und 32g sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 20°. Der zu der aktiven Flanke Α(Δφ Ρ1 ) zugehörige aktive Schnittwinkel a a = 5°. Der zu der passiven Flanke Α(Δφ Ρ2 ) zugehörige passive Schnittwinkel Op = 10°. Die zugehörigen Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunststoffmate- rial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 20 ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31h und 32h sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 20°. Der aktive zugehörige Schnittwinkel a a = 5°. Der passive Schnittwinkel Op = 20°. Die zugehörigen Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunststoffmate- rial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 21 ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 3 Ii und 32i sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius a zu Kernradius Rj ist gleich 1 ,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 20°. Der aktive Schnittwinkel a a = 10°. Der passive Schnittwinkel Op = 10°. Aufgrund der gleichen Schnittwinkel a a und Op sind die Knetelemente 3 Ii und 32i kongruent und symmetrisch. Die zugehörigen Keile K a und K p sind gleich ausgebildet. Hin- sichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 22 ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 3 lj und 32j sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1 ,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 0°. Der Kamm Α(Δφ κ ) entartet somit zu einem einzigen Punkt, dem Mittelpunkt M T . Der zu der aktiven Flanke Α(Δφ Ρ1 ) zugehörige Schnittwinkel a a ist maximal. Der zu der passiven Flanke Α(Δφ Ρ2 ) zugehörige Schnittwinkel Op ist ebenfalls maximal. Aufgrund der gleichen Schnittwinkel a a und Op sind die Knetelemente 3 lj und 32j kongruent und symmetrisch. Die zugehörigen Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunststoffmaterial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 23 ein zwölftes Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31k und 32k sind entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet und weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogens ist. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1 ,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 100°. Der aktive Schnittwinkel a a ist maximal. Der passive Schnittwinkel Op ist ebenfalls maximal. Aufgrund der gleichen Schnittwinkel a a und Op sind die Knetelemente 31k und 32k kongruent und symmetrisch. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen wird die passive Flanke Α(Δφ Ρ2 ) aus dem Außenkontur- Abschnitt Α(Δφ 2 ) und einem weiteren Übergangs- Ab schnitt Α(Δφ τ2 ) ge- bildet. Der zweite Übergangs-Abschnitt Α(Δφ τ2 ) ergibt sich als Kreisbogen um den Mittelpunkt M T2 mit dem Übergangsradius R T , der dem Achsabstand a entspricht. Die zugehörigen Keile K a und K p können so flexibel an das zu bearbeitende Kunststoffmaterial angepasst werden. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 24 ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 311 und 321 weisen zwei Evoluten E t und E 2 auf, die entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind und eine stetige sowie differenzierbare Kurve in Form eines Kreisbogen sind. Die Knetelemente 311 und 321 sind dementsprechend nicht kongruent, jedoch symmetrisch. Das Verhältnis von Außenradius R a zu Kernradius Rj ist gleich 1 ,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 0°. Der Kamm Α(Δφ κ ) entartet somit zu einem einzigen Punkt, dem Mit- telpunkt M T . Die Schnittwinkel a ai und Opi sowie a a2 und Op 2 sind gleich, wodurch sich gleiche Keile K al und K pl sowie K a2 und K p2 ergeben. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 25 ein vierzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31m und 32m weisen zwei Evoluten E t und E 2 auf, die entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind und eine stetige sowie differenzierbare Kur- ve in Form eines Kreisbogens sind. Die Knetelemente 31m und 32m sind dementsprechend nicht kongruent, jedoch symmetrisch. Das Verhältnis von Außenradius a zu Kernradius Rj ist gleich 1 ,55. Der Kammwinkel Δφ κ = 120°. Die Schnittwinkel a al und Opi sowie a a2 und Op 2 sind gleich, wodurch sich gleiche Keile K al und K pl sowie K a2 und K p2 ergeben. Die Evoluten E t und E 2 weisen eine gemeinsame Tangente T auf, wodurch die Außenkon- tur- Ab schnitte Α^Δφπ) und Α 1 (Δφ 21 ) sowie Α 2 (Δφ 12 ) und Α 2 (Δφ 22 ) stetig und differenzierbar ineinander übergehen. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 26 und 27 ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 3 In und 32n sind zweigängig ausgebildet. Die Knetelemente 3 In und 32n weisen vier Evoluten E t bis E 4 auf, die stetige und differenzierbare Kurven in Form von Kreisbögen sind. Die Knetelemente 3 In und 32n sind kongruent. Die Außenkontur Α^φ) des Knetelements 3 In setzt sich zusammen aus dem an der Evolute E t abgewickelten Außenkontur- Abschnitt Α^Δφπ), dem an der Evolute E 2 abgewickelten Außenkontur- Ab schnitt Α 1 (Δφ 21 ), dem Übergangs-Abschnitt um den Mittelpunkt M T1 1 , dem an der Evolute E 3 abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α 1 (Δφ 31 ), dem an der Evolute E 4 abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α^Δφ^) und dem Übergangs-Abschnitt Α^Δφ^ι) um den Mittelpunkt M T2 i . Die Außenkontur Α 2 (φ 2 ) des Knetelements 32n ergibt sich anhand der Evoluten E t bis E 4 entsprechend, wobei die Übergangs-Abschnitte Α 2 (Δφ τ12 ) und Α 2 (Δφ τ22 ) die Mittelpunkte M T12 und M 22 haben. Die aktiven Schnittwinkel a al und a a2 sind gleich 0°. Die passiven Schnittwinkel Opi und Op 2 sind gleich und größer 0°. Entsprechend sind die aktiven Keile K al und K a2 sowie die passiven Keile K pl und K p2 gleich. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 28 ein sechzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31o und 32o sind entsprechend dem fünfzehnten Ausführungsbeispiel zweigängig ausgebildet und weisen vier Evoluten E t bis E 4 in Form von Kreisbögen auf. Die Knetelemente 31o und 32o sind nicht kongruent, jedoch symmetrisch. Die Außenkontur A t ((p) des Behandlungselements 31o setzt sich zusammen aus dem an der Evolute Έι abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α^Δφπ), dem Kamm Α^Δψκι) um den Mittelpunkt M l 5 dem an der Evolute E 2 abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α 1 (Δφ 21 ), dem an der Evolute E abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α 1 (Δφ 31 ), dem Kamm
Α^Δψι^) um den Mittelpunkt M t und dem an der Evolute E 4 abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α 1 (Δφ 41 ). Die Evoluten E 2 und E sowie Έι und E 4 weisen jeweils eine gemeinsame Tangente T t bzw. T 2 auf, wodurch die Außenkontur-Abschnitte Α ! (Δφ 21 ) und Α^Δφ^) sowie Α ! (Δφ 41 ) und Α^Δψπ) stetig und differenzierbar ineinander übergehen. Die Außenkontur Α 2 (φ) des Behandlungselements 32o wird entsprechend an den Evoluten E t bis E 4 gebildet, wobei die Außenkontur-Abschnitte Α 2 (Δφ 12 ) und Α 2 (Δφ 22 ) durch den Grund Α 2 (Δφ 01 ) und die Außenkontur-Abschnitte Α 2 (Δφ 32 ) sowie Α 2 (Δφ 42 ) durch den Grund Α 2 (Δφ 02 ) verbunden sind. Der aktive Schnittwinkel a al sowie der passive Schnittwinkel Opi des Behandlungselements 31o betragen ca. 33°. Der aktive Schnittwinkel a a2 und passive Schnittwinkel Op 2 des Behandlungselements 32o betragen 0°. Hierdurch sind die Keile K al und K pl gleich. Entsprechendes gilt für die Keile K a2 und K p2 . Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 29 ein siebzehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31p und 32p sind zweigängig ausgebildet. Die Knetelemente 31p und 32p sind nicht kongruent, jedoch symmetrisch. Die Knetelemente 31p und 32p weisen vier Evoluten E t bis E 4 auf, die jeweils stetige und differenzierbare Kurven sind. Die Evoluten E t bis E 4 bilden einen Astroiden, der durch folgende Gleichungen beschreibbar ist: x = c · (cos(t)) n
y = d · (sin(t)) n mit den Faktoren c und d und dem Exponenten n, wobei c > d und n = 3 ist. Die Außenkontur Α^φ) des Knetelements 31p setzt sich zusammen aus dem an der Evolute E t abgewickelten Außenkontur- Abschnitt Α^Δφπ), dem an der Evolute E 2 abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α 1 (Δφ 21 ), dem an der Evolute E 3 abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α 1 (Δφ 31 ) und dem an der Evolute E 4 abgewickelten Außenkontur- Abschnitt
Α^Δφ^). Die Evoluten E t bis E 4 weisen jeweils paarweise gemeinsame Tangenten T t bis T 4 auf, wodurch die Außenkontur- Abschnitte Α^Δφπ) bis Ai(A( 41 ) stetig und differenzierbar ineinander übergehen. Die Außen- kontur Α 2 (φ) des Knetelements 32p setzt sich entsprechend zusammen. Der aktive Schnittwinkel a a l und passive Schnittwinkel Opi des Knetelements 31p sind gleich, wodurch auch die Keile K al und K pl gleich sind. Entsprechendes gilt für den aktiven Schnittwinkel a a2 und passiven Schnittwinkel Op 2 sowie die entsprechenden Keile K a2 und K p2 des Knetelements 32p. Die Schnittwinkel a a2 und Op 2 sind jedoch kleiner als die Schnittwinkel a a l und Opi . Die Kämme und Gründe der Knetelemente 31p und 32p sind zu einzelnen Punkten entartet. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwie- sen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 30 ein achtzehntes Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Knetelemente 3 lq und 32q sind dreigängig ausgebildet. Die Knetelemente 3 lq und 32q sind kongruent und symmet- risch. Sie weisen drei Evoluten E t bis E 3 auf, die jeweils stetig und differenzierbare Kurven sind und gemeinsam einen Tricuspoid bilden. Die Außenkontur Αι(φ) des Knetelements 3 lq setzt sich zusammen aus dem an der Evolute E t abgewickelten Außenkontur- Abschnitt Α^Δφπ), dem an der Evolute E 2 abgewickelten Außenkontur- Ab schnitt Α 1 (Δφ 21 ), dem an der Evolute E 3 abgewickelten Außenkontur-Abschnitt Α 1 (Δφ 31 ) sowie den bei einem entsprechenden Abwickelvorgang gebildeten Außenkontur- Abschnitten A t (A(p 41 ) bis Α 1 (Δφ 61 ). Da die Evoluten E t bis E 3 jeweils paarweise eine gemeinsame Tangente T t bis T aufweisen, gehen die Außenkontur-Abschnitte stetig und differenzierbar inein- ander über. Die aktiven Schnittwinkel a a l und a a2 sowie die passiven Schnittwinkel Opi und Op 2 sind gleich groß, wodurch sich entsprechende Keile K al , K a2 , K pl und K p2 ergeben. Die Außenkontur Α 2 (φ) des Knetelements 32q wird entsprechend zu dem Knetelement 3 lq gebildet. Hinsicht- lieh der weiteren Funktion und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 31 und 32 ein neunzehn- tes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 3 lr und 32r sind eingängig ausgebildet. Sie sind kongruent, jedoch nicht symmetrisch. Die Knetelemente 3 lr und 32r weisen eine Evolute E auf, die eine stetige und differenzierbare Kurve in Form einer Spirale ist. Die Spirale ist durch die Gleichung p = k - beschreibbar, wobei p der Radius, k eine Konstante und t der Winkel (in Polarkoordinaten) der Spirale ist. Die Knetelemente 3 lr und 32r weisen einen Kammwinkel Δφ κ = 20° auf. Der aktive Schnittwinkel a a = 0°. Der passive Schnittwinkel Opi > 0°. Der Exponent n ist gleich 2,5. Die spiralförmige Evolute E ist zusätzlich um 180° gedreht. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele, insbesondere auf das vierte Ausführungsbeispiel, ver- wiesen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 33 und 34 ein zwanzigstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31 s und 32s sind eingängig ausgebildet und nicht kongruent. Die Knetelemente 31 s und 32s weisen zwei Evoluten E t und E 2 auf, die jeweils eine stetige und differenzierbare Kurve in Form einer Spirale bilden. Der Kammwinkel Δφ κ = 20°. Entsprechend ist der Grundwinkel Δφ 0 = 20°. Der aktive Schnittwinkel a al = 20°. Der aktive Schnittwinkel a a2 ist gleich 10°. Der Exponent n = 1 ,0. Die spiralförmige Evolute Έι bzw. E 2 sind um 120° bzw. 100° gedreht. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise und Konstruktion wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen, insbesondere auf das dritte und neunzehnte Ausführungsbeispiel. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 35 ein einundzwanzigstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Knetelemente 31t und 32t sind entsprechend dem sechzehnten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen sind die Knetelemente 31t und 32t mit ihren Längsachsen Mi und M 2 exzentrisch zu den zugehörigen Drehachsen 9 und 10 angeordnet. Die Längsachsen Mi bzw. M 2 weisen somit einen Abstand e von den zugehörigen Drehachsen 9 bzw. 10 auf, der die Exzentrität charakterisiert. Aufgrund der exzentrischen Anordnung ist die Form der Keile K al und K pl bzw. der Keile K a2 und K p2 sowie die Größe der Schnittwinkel a al und Opi bzw. a a2 und Op 2 von den Drehstellung der Knetelemente 31t und 32t abhängig. Der Abstand e kann längs der Drehachsen 9, 10 konstant sein oder variieren. Darüber hinaus kann der Winkel, in dem die Knetelemente 31t bzw. 32t exzentrisch ausgerückt sind, konstant sein oder variieren. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen. Insbesondere können auch die in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Behandlungselemente 31 , 32 bis 31 s, 32s entsprechend dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel exzentrisch angeordnet sein.