具有改善分散效應(yīng)和低功率輸入的螺桿元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有改善分散效應(yīng)和低功率輸入的螺桿元件。公開了一種用于多軸螺桿擠出機(jī)的新穎螺桿元件，所述多軸螺桿擠出機(jī)具有成對同向的且成對精確擦刮的螺桿軸。
【專利說明】具有改善分散效應(yīng)和低功率輸入的螺桿元件
[0001]本申請是申請日為2009年6月6日、申請?zhí)枮?00980122901.5、國際申請?zhí)枮椋?172？20097004083、發(fā)明名稱為“具有改善分散效應(yīng)和低功率輸入的螺桿元件”的專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及用于多軸螺桿擠出機(jī)50111160^61111188011111611)的螺桿元件，所述多軸螺桿擠出機(jī)具有成對同向的且成對精確擦刮的螺桿軸，還涉及螺桿元件在多軸螺桿擠出機(jī)中的應(yīng)用以及用于制造這種螺桿元件的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]同向旋轉(zhuǎn)的雙軸(有時為多軸)擠出機(jī)的轉(zhuǎn)子是相互精確擦刮的(^似社￡1)38011813611(1),其長期以來為大家所公知(參見例如09862668)0在聚合物制造和處理中，以精確擦刮的外形(口抓丨丨匕)的原理為基礎(chǔ)的螺桿擠出機(jī)經(jīng)歷了各種各樣的應(yīng)用。這首先是基于:聚合物熔料粘結(jié)到表面，并在通常的處理溫度下方隨時間降解，這通過精確擦刮的螺桿的自清潔效應(yīng)來去除。產(chǎn)生精確擦刮的螺桿外形的規(guī)則例如在[1] ([11=1(161116118
061~ ^1610111811^^6只811861~ 出片反社，慕尼黑
2007，第96頁以及后頁)中有所描述。這里也講述了，在雙螺桿擠出機(jī)的第一軸上的預(yù)定螺桿外形決定雙螺桿擠出機(jī)的第二軸上的螺桿外形。因此，雙螺桿擠出機(jī)的第一軸上的螺桿外形被稱為制造螺桿外形。雙螺桿擠出機(jī)的第二軸上的螺桿外形基于雙螺桿擠出機(jī)的第一軸的螺桿外形，并因此被稱為被制螺桿外形。在多軸擠出機(jī)中，制造螺桿外形和被制螺桿外形總是交替地被設(shè)置在相鄰的軸上。
[0004]現(xiàn)代的雙螺桿擠出機(jī)具有一種積木式系統(tǒng)，其中不同的螺桿元件可以被建立到核心軸上。由此，專業(yè)人員可以將雙螺桿擠出機(jī)與相應(yīng)的處理任務(wù)進(jìn)行匹配。
[0005]除了偏心布置的圓盤外，現(xiàn)有技術(shù)公知的螺桿元件的特征在于，在剖面上的外形曲線具有至少一個拐彎(例如參見圖0，該拐彎出現(xiàn)在螺桿頂部和螺紋面之間的過渡處。所述頂部由一個圓弧組成，其半徑等于所述外形的外徑并以所述外形的旋轉(zhuǎn)點為中點。所述拐彎在到外形的側(cè)面的過程處在螺桿元件上形成一個邊緣。在多軸擠出機(jī)上執(zhí)行的重要任務(wù)之一是分散不能均勻地相互混合的液相或熔體，或者分散聚合物熔料中的固體。在技術(shù)文獻(xiàn)中已知(例如參見 0^118 0^6 ^811: 11111:11)11886 ？10界出版社，紐約1980，由剪切流動和拉伸流動構(gòu)成的組合對于困難的分散任務(wù)是最佳的。
[0006]這種流動形式存在于螺桿溝道中，在那里，材料一方面通過軸的旋轉(zhuǎn)被剪切，另一方面通過螺桿溝道的收斂而同時被拉伸到頂部。但是，在螺桿頂部區(qū)域存在一種純剪切流動，它在困難的分散任務(wù)中很難有助于分散。另一方面，在螺桿頂部和機(jī)筒(661181186 )或相鄰軸之間的縫隙中，輸入的能量中的絕大部分被浪費。因此該區(qū)域主要有助于加熱聚合物材料并由此潛在地有助于熱損壞，而并不有助于分散的處理任務(wù)。
[0007]偏心布置的圓盤是一個例外，該圓盤可以按公知方式精確擦刮地被布置。它們沒有含純剪切流動的頂部區(qū)域。它們因為其卓越的分散效應(yīng)而為世人公知，但同樣具有高的能量輸入，因為它們在大的范圍上產(chǎn)生非常窄的縫隙。另外，它們局限于螺紋數(shù)2=1。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，提出的任務(wù)是提供用于多軸螺桿擠出機(jī)的螺桿元件，其在盡可能低的能量輸入的情況下具有相對于現(xiàn)有技術(shù)被改善的分散效應(yīng)。
[0009]已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)。該任務(wù)通過一種螺桿元件來解決，其外形在整個剖面上能通過一個連續(xù)可導(dǎo)的外形曲線來描繪。因此，本發(fā)明的主題是用于多軸螺桿擠出機(jī)的螺桿元件，所述多軸螺桿擠出機(jī)具有成對同向的且成對精確擦刮的螺桿軸，所述螺桿軸具有兩個或多個螺桿螺紋，其特征在于，制造和被制螺桿外形在整個剖面上總是能通過一個連續(xù)可導(dǎo)的外形曲線來描繪。
[0010]這里，本發(fā)明并不局限于由螺桿元件和核心軸組成的螺桿的如今商用模塊構(gòu)造方式所構(gòu)成的螺桿元件，而是也可以應(yīng)用于整體構(gòu)造方式的螺桿。因此螺桿元件的概念也應(yīng)被理解為整體構(gòu)造方式的螺桿。
[0011]本發(fā)明螺桿元件的剖面外形(下面也簡稱外形或也稱螺桿外形)可以通過圓弧的布置來明確地描述。
[0012]本發(fā)明制造和被制螺桿元件的螺桿外形整體上由各圓弧組成，其中II大于或等于4。II個圓弧中的每個圓弧都具有一個起點和終點。所述II個圓弧在其起點和終點處彼此正切地過渡，使得它們根據(jù)本發(fā)明形成一種連續(xù)可導(dǎo)的外形曲線。
[0013]每個圓弧』0=1?11)的位置可以通過給定兩個不同的點來明確地確定。有益地，圓弧的位置通過給定中點和起點或終點來確定。各個圓弧』的大小通過半徑&和圍繞起點與終點之間的中點的角0 ,來確定，其中半徑4大于0并小于軸之間的軸間距^用弧度表示的角％大于或等于0并小于或等于2 1其中X是圓周率。
[0014]本發(fā)明的螺桿元件的特征在于，
-制造和被制螺桿外形位于一個平面上，
-制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)軸和被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)軸具有間距3 (軸間距),并分別垂直于螺桿外形的上述平面，其中制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)軸與上述平面的交點被稱為制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點，被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)軸與上述平面的交點被稱為被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點，
-整個制造螺桿外形的圓弧數(shù)為II，其大于或等于4 01 ^ 4)，
-制造螺桿外形的外半徑以大于0 (100)并小于所述軸間距(作〈幻，
-制造螺桿外形的內(nèi)半徑大于0并小于或等于彡1?)，
-制造螺桿外形的所有圓弧彼此正切地過渡，
-所述的圓弧形成一個閉合的螺桿外形，也即所有圓弧』的角0 ,的總和等于2 X，其中1是圓周率(1?3.14159),
-所述的圓弧形成凸出的螺桿外形，
-制造螺桿外形的每個圓弧位于外半徑為作和內(nèi)半徑為4的圓環(huán)的邊界內(nèi)或上，所述圓環(huán)的中點位于制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點上，
-制造螺桿外形的至少一個圓弧在點接觸到制造螺桿外形的外半徑作，
-制造螺桿外形的至少一個圓弧在點I接觸到制造螺桿外形的內(nèi)半徑1*1， -被制螺桿外形的圓弧數(shù)II’等于制造螺桿外形的圓弧數(shù)II，
-被制螺桿外形的外半徑1^’等于軸間距減去制造螺桿外形的內(nèi)半徑4所得的差
(以，=8-1-1 ),
-被制螺桿外形的內(nèi)半徑!'1’等于軸間距減去制造螺桿外形的外半徑作所得的差
(11，=3,-1-3,),
-被制螺桿外形的第圓弧的角0 /等于制造螺桿外形的第』圓弧的角0』，其中』和』’為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)，
~被制螺桿外形的第圓弧的半徑與制造螺桿外形的第』圓弧的半徑4之和等于軸間距￡1，其中』和為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)，
-被制螺桿外形的第』’圓弧的中點離制造螺桿外形的第』圓弧的中點的間隔等于軸間距1被制螺桿外形的第圓弧的中點離被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點的間隔等于制造螺桿外形的第』圓弧的中點離制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點的間隔，而且被制螺桿外形的第』’圓弧的中點與制造螺桿外形的第』圓弧的中點之間的連線是被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點和制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點之間的連線的平行線，其中』和』’為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)，
~被制螺桿外形的第』’圓弧的起點相對于被制螺桿外形的第』’圓弧的中點的方向，與制造螺桿外形的第』圓弧的起點相對于制造螺桿外形的第』圓弧的中點的方向相反，其中』和』’為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)。
[0015]本發(fā)明的螺桿元件的外形的特征在于，其可以單利用角尺和圓規(guī)來構(gòu)造。因此，在制造螺桿外形的第』和第0+0圓弧之間構(gòu)造正切過渡，其方式是，圍繞第』圓弧的終點形成一個半徑為的圓，并且該圓與穿過第』圓弧的中點和終點的直線的、接近于制造螺桿外形旋轉(zhuǎn)點的交點是第0+0圓弧的中點。實際上，人們不用角尺和圓規(guī)而用計算機(jī)程序來構(gòu)造螺桿外形。
[0016]本發(fā)明的螺桿元件可以是非對稱或?qū)ΨQ的；優(yōu)選地，本發(fā)明的螺桿元件是對稱的。對稱的螺桿元件可以是軸對稱或點對稱的；優(yōu)選地，本發(fā)明的螺桿元件是軸對稱的。
[0017]具有螺紋數(shù)2的軸對稱螺桿外形可以被劃分為22個對稱部分，其中對稱部分可以通過在對稱軸上鏡像而彼此變換。于是，由于其對稱性，具有螺紋數(shù)2的軸對稱螺桿元件的外形可以通過在360度/ (2 ? 2)的片段上的位于外形的兩個對稱軸之間的一個外形片段來完整地定義。其余的外形通過在2個對稱軸上鏡像該外形片段而產(chǎn)生，其中該2個對稱軸在旋轉(zhuǎn)點相交并圍繞該旋轉(zhuǎn)點將360度的角劃分為2 - 2個大小為360度/ (2 ? 2)的角。另外，在軸對稱螺桿元件的情況下，在相鄰軸(制造外形和被制外形)上的相應(yīng)螺桿外形是相等的，或者說可以通過旋轉(zhuǎn)而被覆蓋〔1〕。
[0018]類似地適用于點對稱的螺桿外形，其中對稱部分總是可以通過在對稱中心上進(jìn)行點鏡像而彼此變換。
[0019]下面講述本發(fā)明的螺桿元件的特別實施例，其特征在于，螺桿元件是軸對稱的。
[0020]這種本發(fā)明的軸對稱螺桿元件的螺紋數(shù)2優(yōu)選為2-8 ；尤其優(yōu)選其為2-4。本發(fā)明的軸對稱螺桿元件的剖面的外形曲線可以被劃分為2 個外形片段，所述片段可以通過在外形的對稱軸上進(jìn)行軸鏡像而相互變換。形成一個外形片段的圓弧數(shù)II優(yōu)選為2-8，尤其優(yōu)選為2-4。
[0021]具有螺紋數(shù)2的本發(fā)明軸對稱螺桿元件的外形的特征在于，該外形在外形片段內(nèi)在360度/ (2 0的片段中僅給定一個單個的點，該點離旋轉(zhuǎn)點的間距為螺桿元件的外半徑作。換句話說，在外形片段內(nèi)只有一個點位于圍繞旋轉(zhuǎn)點且外半徑為作的圓(夕卜圓)上。在現(xiàn)有技術(shù)的螺桿外形中，在頂錐角XI的范圍內(nèi)的所有點都以窄的縫隙刮擦機(jī)筒(例如參見圖0，而在本發(fā)明的軸對稱螺桿元件的外形情況下，只有特殊的點^位于外半徑上(例如參見圖2^0。
[0022]出于實際原因，將直角坐標(biāo)系作為進(jìn)一步說明的基礎(chǔ)，該直角坐標(biāo)系的原點由螺桿元件的旋轉(zhuǎn)點0構(gòu)成。直角坐標(biāo)系的X軸通過點；7軸在旋轉(zhuǎn)點0處垂直于X軸。在圖23中示出了這種坐標(biāo)系。
[0023]另外，采用無維特征數(shù)是有意義的，以便簡化轉(zhuǎn)用到不同的擠出機(jī)尺寸。提供軸間距3作為幾何量的參量，例如長度或半徑，因為該量在一個擠出機(jī)上不能改變。對于多個附圖使用下面的規(guī)則:坐標(biāo)X和7具有的原點在軸的旋轉(zhuǎn)點處。所有角度數(shù)據(jù)用弧度表示。其余所有量度數(shù)據(jù)被歸一化到軸間距，并通過大寫字母來表示
等等。
[0024]本發(fā)明的軸對稱螺桿元件的外形片段的特征在于，該外形片段在位于外形外半徑上的點和位于外形內(nèi)半徑上的點之間由相互正切地過渡的圓弧組成，其中穿過點^和
并在旋轉(zhuǎn)點0相交的直線和0？！形成夾角360度/ (2.2).
[0025]在一種特殊實施形式中，本發(fā)明的螺桿元件的外形片段在點？八和之間恰好由兩個圓弧組成。圓弧在點IV處彼此過渡，并且根據(jù)本發(fā)明在整個外形片段上形成連續(xù)可導(dǎo)的曲線。在點IV處圓弧與直線？？正切。直線？？離旋轉(zhuǎn)點的間距為軸間距八的一半，并且具有螺距(用弧度表示)為X / (27))。點離在點處的外圓切線與直線的交點的距離為該交點與之間的距離。在點相對于直線所形成的垂線與通過點和旋轉(zhuǎn)點的直線在制造外形的第一圓弧1的中點札處相交，而與通過點和旋轉(zhuǎn)點的直線01在制造外形的另一圓弧1’的中點乂，處相交(參見圖23的圖示)。制造外形的圓弧1的半徑札21？因此對應(yīng)于線段1仏；圓弧1 ’的半徑121？對應(yīng)于線段1&。
[0026]在另一種特殊實施形式中，本發(fā)明的螺桿元件的外形片段在點和I之間恰好由三個圓弧組成。由此獲得附加的自由度，并且該外形在刮擦柱體壁的點的范圍內(nèi)通過選擇小的半徑而被構(gòu)造為較窄的，以便進(jìn)一步降低能量浪費。
[0027]圖26示例性地示出了本發(fā)明的由三個圓弧組成的雙螺紋螺桿元件的外形片段。在點處連接的圓弧1的半徑％可以在界限內(nèi)自由選擇。其中點札位于連接線段上。在點處連接的圓弧3的半徑具有半徑4=^-1^。其中點13位于連接線段0-？1上。在該兩個圓弧之間，連續(xù)可導(dǎo)地連接了一個半徑為4=八/2的圓弧2。它的中點12位于離點已為間隔八/2-札且離點13為間隔％-八/2的地方。圓弧1 一方面通過、另一方面通過與穿過和？2的直線的交點來限定。圓弧3 —方面通過、另一方面通過與穿過12和13的直線的交點來限定。
[0028]由于半徑札或％的選擇自由，可以針對給定的軸間距六構(gòu)造不同的根據(jù)本發(fā)明精確刮擦的螺桿外形。因此也可以通過以下方式來構(gòu)造本發(fā)明的非對稱的螺桿外形，即:在兩個軸上的螺桿外形的大小為360度/ (2-2)的各個相應(yīng)片段上規(guī)定相同的螺桿外形，而在一個軸上的大小為360度/ (2 - 2)的片段被構(gòu)造為不同的。當(dāng)在分散任務(wù)的范疇內(nèi)給傳送物施加特定變形時-例如在緩慢的壓縮之后進(jìn)行快速拉伸，這種構(gòu)造就是有意義的。
[0029]在大小為360度/ (2 4)的外形片段內(nèi)由多于三個圓弧組成的螺桿元件，同樣屬于本發(fā)明的主題。根據(jù)本發(fā)明，圓弧在其起點和終點處相互正切地過渡。
[0030]螺桿元件的外半徑以與軸間距3之比狀對于本發(fā)明的雙螺紋螺桿優(yōu)選為0.54-0.7，尤其優(yōu)選為0.58-0.63，對于三螺紋螺桿優(yōu)選為0.53-0.57，尤其優(yōu)選為0.54-0.56，對于四螺紋螺桿優(yōu)選為0.515-0.535。
[0031〕 本發(fā)明的螺桿元件可以被構(gòu)造為傳送元件或捏合元件或混合元件。
[0032]公知的是，傳送元件的特征在于(參見例[1]第227-248頁)，螺桿外形在軸向上呈連續(xù)螺旋形地旋轉(zhuǎn)和行進(jìn)。這里，傳送元件可以是右螺紋或左螺紋的。傳送元件的螺距七譬如可以為外徑的0.1倍到10倍的值，其中螺距被理解為螺桿外形的一個完整旋轉(zhuǎn)所需要的軸向長度。優(yōu)選地，螺距〖位于外徑的0.3倍到3倍的范圍。傳送元件的軸向長度由于實際的原因優(yōu)選地被實施為“2的整數(shù)倍。
[0033]公知的是，捏合元件的特征在于(參見例[1]第227-248頁)，螺桿外形在軸向上逐段地以捏合圓盤的形式行進(jìn)。捏合圓盤的布置可以按右螺紋或左螺紋或中性地進(jìn)行。捏合圓盤的軸向長度優(yōu)選處于外徑的0.02倍到2倍的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，相鄰捏合圓盤的軸向間距處于外徑的0.01倍到0.1倍的范圍內(nèi)。
[0034]公知的是，混合元件的特征在于(參見例[1]第227-248頁),傳送元件被實施為在螺桿頂部內(nèi)具有開口。混合元件可以是右螺紋或左螺紋的。其螺距〖優(yōu)選地處于外徑的0.1倍到10倍的范圍?；旌显妮S向長度類似于傳送元件優(yōu)選地被實施為“2的整數(shù)倍。所述的開口優(yōu)選地具有11或？形槽的形狀。如果從進(jìn)行傳送的元件出發(fā)構(gòu)造該混合元件，則優(yōu)選反傳送地或軸平行地布置所述的槽。
[0035]本發(fā)明的主題另外還在于一種用于制造本發(fā)明螺桿元件的方法。本發(fā)明的螺桿元件的特征在于一種可以通過連續(xù)可導(dǎo)的曲線來描繪的外形。根據(jù)本發(fā)明的用于制造多軸螺桿擠出機(jī)的螺桿元件的方法，其中所述多軸螺桿擠出機(jī)具有成對同向的且成對精確擦刮的、軸間距為3的螺桿軸，所述螺桿軸具有兩個或多個螺桿螺紋，其特征在于，螺桿外形在整個剖面上由II個圓弧組成，其中II為大于或等于4的整數(shù)。
[0036]本發(fā)明方法的特征在于，
-制造螺桿外形的外半徑以大于0 (100)并小于所述軸間距3 (作〈幻，
-制造螺桿外形的內(nèi)半徑!'1大于0并小于或等于彡1-?),
-多個圓弧通過確定其位置和大小而相繼地布置，使得制造螺桿外形的所有圓弧彼此正切地過渡，且所述的圓弧形成閉合的凸出的螺桿外形，其中制造螺桿外形的每個圓弧位于外半徑為作和內(nèi)半徑為1*1的圓環(huán)的邊界內(nèi)或上，所述圓環(huán)的中點位于制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點上，制造螺桿外形的至少一個圓弧在點接觸到制造螺桿外形的外半徑制造螺桿外形的至少一個圓弧在點I接觸到制造螺桿外形的內(nèi)半徑!'1，
-被制螺桿外形的II’個圓弧由制造螺桿外形的II個圓弧通過以下方式得出:
。被制螺桿外形的圓弧數(shù)II’等于制造螺桿外形的圓弧數(shù)II，
。被制螺桿外形的外半徑’等于軸間距減去制造螺桿外形的內(nèi)半徑4所得的差
(以，=8-1-1 ),
。被制螺桿外形的內(nèi)半徑!'1’等于軸間距減去制造螺桿外形的外半徑作所得的差(11，=3,-1-3,),
。被制螺桿外形的第圓弧的角0 /等于制造螺桿外形的第』圓弧的角0』，其中』和』’為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)，
。被制螺桿外形的第圓弧的半徑與制造螺桿外形的第』圓弧的半徑4之和等于軸間距￡1，其中』和為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)，
。被制螺桿外形的第圓弧的中點離制造螺桿外形的第』圓弧的中點的間隔等于軸間距1被制螺桿外形的第圓弧的中點離被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點的間隔等于制造螺桿外形的第』圓弧的中點離制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點的間隔，而且被制螺桿外形的第』’圓弧的中點與制造螺桿外形的第』圓弧的中點之間的連線是被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點和制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點之間的連線的平行線，其中』和』’為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)，
。被制螺桿外形的第』’圓弧的起點相對于被制螺桿外形的第』’圓弧的中點的方向，與制造螺桿外形的第』圓弧的起點相對于制造螺桿外形的第』圓弧的中點的方向相反，其中』和』’為從1到圓弧數(shù)II或II’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)。
[0037]本發(fā)明方法的特征在于，其可以單利用角尺和圓規(guī)來實施。因此，在制造螺桿外形的第』和第0+0個圓弧之間構(gòu)造正切過渡，其方式是，圍繞第』圓弧的終點形成一個半徑為的圓，并且該圓與穿過第』圓弧的中點和終點的直線的、接近于制造螺桿外形旋轉(zhuǎn)點的交點是第0+1)圓弧的中點。
[0038]值得推薦的是，制造螺桿外形的方法在計算機(jī)上執(zhí)行。于是，螺桿元件的尺寸為以下形式:該尺寸可以被輸入到“0壓磨機(jī)中以便產(chǎn)生螺桿元件。因此，本發(fā)明的主題還在于一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其具有計算機(jī)代碼工具用于在計算機(jī)上執(zhí)行本發(fā)明的制造本發(fā)明螺桿外形的方法。在優(yōu)選實施例中，給計算機(jī)程序產(chǎn)品的用戶提供一種優(yōu)選為圖形的用戶界面，借助該界面用戶可以輸入要選擇的參數(shù)(制造和被制螺桿外形的圓弧數(shù)、半徑、角優(yōu)選地，用戶在這里可以獲得計算機(jī)系統(tǒng)的支持，由計算機(jī)系統(tǒng)指示用戶何時通過選擇參數(shù)值產(chǎn)生并不成對精確刮擦的螺桿外形。優(yōu)選地，用戶在輸入?yún)?shù)值時通過以下方式得到支持:顯示允許的參數(shù)值范圍。允許的參數(shù)值被理解為造成成對精確刮擦的螺桿外形的參數(shù)值的那些組合。
[0039]在一種優(yōu)選的實施形式中，不僅外形而且整個螺桿元件都虛擬地在計算機(jī)上被構(gòu)造。構(gòu)造的結(jié)果優(yōu)選地以構(gòu)造圖的形式在屏幕或打印機(jī)上輸出。同樣可以想到將結(jié)果作為電子文件輸出，該文件可以在一種優(yōu)選實施形式中被進(jìn)一步輸入到壓磨機(jī)中制造相應(yīng)的螺桿元件。
[0040]在以上述方式制造好外形之后，本發(fā)明的螺桿元件例如可以利用壓磨機(jī)進(jìn)行制造。制造螺桿元件的材料是鋼、尤其是氮化鋼、鉻鋼、工具鋼和不銹鋼，以及用粉末冶金制作的基于鐵、鎳或鈷的復(fù)合材料。
[0041]本發(fā)明方法允許完全如此地構(gòu)造螺桿的外形，使得其最佳地適用于預(yù)定的任務(wù)?，F(xiàn)有技術(shù)所公開的螺桿元件大部分不能根據(jù)具體的任務(wù)而最佳地被構(gòu)造。具體說，制造商從固定的積木式系統(tǒng)中獨立于具體的任務(wù)地提供螺桿元件(傳送元件、捏合元件和混合元件通過本發(fā)明的方法，可以幾乎完全自由地構(gòu)造自清潔的螺桿元件的外形，由此按照應(yīng)用通過參數(shù)的最小變動而對相應(yīng)的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。在此要指出的是，用于制造螺桿外形的圓弧數(shù)是沒有限制的。因此可以通過足夠多數(shù)量的圓弧以所希望的精度來近似不是由圓弧構(gòu)成且因此不是自清潔的螺桿外形。這里借助于圓弧近似的外形自然是自清潔的。
[0042]還要指出的是，根據(jù)(制造或被制)螺桿外形可以計算相應(yīng)的縱剖面外形。優(yōu)選地，利用螺桿外形的每個圓弧以便用顯函數(shù)計算縱剖面的屬于該圓弧的部分。為了計算螺桿外形的圓弧的點的間距8，在第一步，確定直線8與圓弧吐的交點(義，辦)，所述直線8的特征在于所述直線8位于螺桿外形的平面內(nèi)并穿過螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點，并且該直線8的定向通過角小來給定，所述圓弧吐的特征在于，其半徑為I'并且其中點的位置為(他，^)。在第二步，計算交點(^，辦)離螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點的間距。計算直線與圓弧的交點可以通過顯函數(shù)來描述。同樣也適用于間距計算。因此對于間距適用角小在螺桿元件的已知螺距〖的情況下通過小/2 X襯而被換算成軸向位置2」^，使得對于間距適用 8=8〈2—狀，1-, IX, 17) = 8 ( /2 II 襯，1~，IX，1^)。函數(shù) 8〈2—狀，1~，IX, 1^)描述了所要找尋的螺桿外形的圓弧的縱剖面。
[0043]本發(fā)明的主題還在于本發(fā)明的螺桿元件在多軸螺桿擠出機(jī)中的用途。優(yōu)選地，本發(fā)明的螺桿元件被用于雙軸的螺桿擠出機(jī)中。所述螺桿元件可以存在于捏合元件、混合元件或傳送元件形式的多軸螺桿擠出機(jī)中。同樣可以在一個螺桿擠出機(jī)中相互組合捏合元件、傳送元件和混合元件。本發(fā)明的螺桿元件也可以與例如由現(xiàn)有技術(shù)公知的其它螺桿元件進(jìn)行組合。
[0044]本發(fā)明的螺桿元件在具有成對同向的且成對精確擦刮的螺桿軸的多軸螺桿擠出機(jī)中形成一個在其整個范圍上延伸的溝道。這里，所述溝道具有交替上升和下降的溝道寬度。這里，這種溝道被稱為收斂-發(fā)散溝道。在這種收斂-發(fā)散溝道中，在工作時在其整個長度上出現(xiàn)具有非常好分散效應(yīng)的剪切流動和拉伸流動的組合。相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)所公開的在外形中具有拐彎的螺桿元件，能量輸入被降低。偏心布置的圓盤同樣形成一種收斂-發(fā)散溝道。但本發(fā)明的螺桿元件比偏心布置的圓盤具有更小的范圍區(qū)域，在該范圍區(qū)域中存在非常窄的縫隙。因此，相較于采用偏心布置的圓盤，在多軸螺桿擠出機(jī)中采用本發(fā)明的螺桿元件降低了能量輸入。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]接下來借助于附圖示例性地闡述本發(fā)明，但并不局限于此。
[0046]有意義的是，利用無維的特征數(shù)工作，以便簡化轉(zhuǎn)用到不同的擠出機(jī)尺寸。提供軸間距3作為幾何量的參量，例如長度或半徑，因為該量在一個擠出機(jī)上不能改變。
[0047]對于多個附圖使用下面的規(guī)則:坐標(biāo)X和7具有的原點在軸的旋轉(zhuǎn)點處。所有角度數(shù)據(jù)用弧度表示。其余所有量度數(shù)據(jù)被歸一化到軸間距，并通過大寫字母來表示I8 ； ￡1 ；； 1=1:/￡1,等等。IX和是制造外形的圓弧的圓中點的X和7坐標(biāo)，I？是被歸一化到軸間距3的半徑，。是圓弧的弧度角。另外，％為歸一化的機(jī)筒半徑，^為歸一化的虛擬機(jī)筒半徑，狀為精確擦刮的外形的歸一化的外半徑，即為要制造的螺桿的歸一化的外半徑，3為歸一化的螺桿的相互間空(縫隙),0為螺桿到機(jī)筒的歸一化的間空，V？??？為歸一化的外形偏移值，V？？為用弧度表示的外形偏移的角度，為歸一化的左軸偏移值，VII為左軸的偏移角度，VI？??？為歸一化的右軸偏移值，顆為右軸的偏移角度。
[0048]圖1用剖面圖示出了現(xiàn)有技術(shù)的兩個以間隔4相互布置的精確擦刮的雙螺紋螺桿元件。螺桿元件具有相同的軸對稱外形。右邊的螺桿元件相對于左邊的被旋轉(zhuǎn)90度。用1-1表示的點給出了螺桿元件所在的軸的旋轉(zhuǎn)點。所示的外形由多個對稱的片段組成。在多個片段的過渡處出現(xiàn)拐彎(其中一個拐彎由箭頭1 一 2表示在頂錐角1(1的區(qū)域，產(chǎn)品在具有這種螺桿元件的多軸螺桿擠出機(jī)運(yùn)行時經(jīng)受高度的剪切，而沒有拉伸。
[0049]該缺點通過本發(fā)明的具有圖2所示的外形的螺桿元件來避免。圖23用剖面圖示出了雙螺紋的精確擦刮的螺桿元件(制造螺桿元件)的1/4外形。該外形相對于17軸是軸對稱的，使得整個外形可以通過在^7軸上鏡像所示的1/4得到。于是，通過把進(jìn)制造螺桿元件的外形旋轉(zhuǎn)90度角來得到相應(yīng)的(被制)螺桿元件的外形。在該附圖和其它所有附圖中，坐標(biāo)原點標(biāo)記了軸的旋轉(zhuǎn)點0。圍繞外形用外半徑狀繪出了一個虛線圓。機(jī)筒腔通過與之共心的圓用一個相對于外半徑被擴(kuò)大間空3的半徑抓表示(如二狀―幻。圖23所示的螺桿外形由兩個在沒有拐彎的情況下互相過渡的圓弧組成。在圖23中給出了圓弧的坐標(biāo)。圓1的中點札在穿過旋轉(zhuǎn)點的水平線上，圓1’的中點~在穿過旋轉(zhuǎn)點的垂直線上(1^=0 ；^=0).圓1到圓1，的過渡在點‘處進(jìn)行，兩個圓在該點與直線印相切。
[0050]所示的外形片段的構(gòu)造可以通過下述步驟來實現(xiàn):
一確定點離螺桿元件的旋轉(zhuǎn)點0的間隔對應(yīng)于螺桿元件的外半徑狀，
一確定點I離螺桿元件的旋轉(zhuǎn)點0的間隔對應(yīng)于螺桿元件的內(nèi)半徑81，其中，點I位于穿過點0的直線，該直線穿過點？4和0的直線1^^^ 3607(22)的夾角，一確定直線離旋轉(zhuǎn)點0的間隔對應(yīng)于螺桿元件的軸間距八的一半，并具有用弧度表示的螺距-1/1:811 (31 丨(2-2))，
一確定圍繞旋轉(zhuǎn)點0且半徑為狀的外圓上的點處的切線與直線的交點，并確定在直線上的點該點離交點的間距與相同，且離旋轉(zhuǎn)點的間距小于半徑狀，一確定中點乂，該中點札位于直線在點處的垂線與直線的交點上，
一確定中點乂,，該中點乂,位于直線在點處的垂線與直線0？:的交點上，
一在點和之間圍繞中點札生成圓弧1，
一在點和之間圍繞中點乂，生成圓弧1’。
[0051]圖26示例性地示出了本發(fā)明的由三個圓組成的雙螺紋螺桿元件的外形片段。點0表示螺桿元件(制造螺桿元件)的旋轉(zhuǎn)點。對應(yīng)的螺桿元件(被制螺桿元件)的旋轉(zhuǎn)點位于離旋轉(zhuǎn)點0為間隔4的地方。在旋轉(zhuǎn)點0的周圍繪出了一個具有內(nèi)半徑虹的圓(內(nèi)圓)，以及一個具有螺桿元件的外半徑狀的圓(外圓內(nèi)圓和外圓形成一個圓環(huán)。外形片段的所有點以及由此產(chǎn)生的本發(fā)明螺桿元件的整體外形位于該圓環(huán)上。點^表示半徑為1以及中點為連接線段上的札的第一圓弧1的起點。點位于外圓上。點？工表示半徑為
的圓弧3的起點。它的中點13位于線段0卞上。半徑為八/2的圓弧2連續(xù)可導(dǎo)地連接在圓弧1和圓弧3之間。它的中點12離點的間距為(八/2)-札，離點13的間距為^-(^/2)。通過在穿過點0和的直線上和在穿過點0和匕的直線上連續(xù)地鏡像所示的外形片段，可以構(gòu)造本發(fā)明的螺桿元件(制造螺桿元件)的整個外形。對應(yīng)的螺桿元件(被制螺桿元件)的外形在這里可以簡單地通過將制造螺桿外形的外形圍繞旋轉(zhuǎn)點0旋轉(zhuǎn)90度的角而得到。
[0052]圖2(3示出了本發(fā)明螺桿元件的一個例子，其中通過虛線表示的外形片段并不能通過用實線表示的外形片段進(jìn)行軸向鏡像而被覆蓋。替而代之，該外形相對于旋轉(zhuǎn)點是點對稱的。
[0053]本發(fā)明的螺桿元件的一個特殊實施例示例性地在圖3中被示出。其特征在于，用大于螺桿外形外半徑的半徑來實施機(jī)筒腔，并且螺桿外形成對地相對于機(jī)筒腔的中點偏移，但(通過小圓示出的)旋轉(zhuǎn)點并不被保持在機(jī)筒腔的中心。由此令人驚奇地得到進(jìn)一步明顯地降低的能量輸入。以該方式偏心地旋轉(zhuǎn)的螺桿元件可以在機(jī)筒腔內(nèi)任意地偏移。在圖3中示出了特別突出的情況，兩個外形在穿過兩個旋轉(zhuǎn)點的直線方向上被平行地偏移一個相同的值(與和該直線垂直時一樣),直到它們接觸到機(jī)筒輪廓。由此實現(xiàn)了螺桿相互精確地擦刮，但每個軸的兩個螺桿頂部中總是只有一個精確地擦刮到機(jī)筒。該裝置對全部表面提供了完整的刮擦(八匕611118皿8),并同時降低能量輸入。
[0054]至此，僅僅涉及了精確擦刮的螺桿外形。但在技術(shù)實現(xiàn)的擠出機(jī)中，需要不同于精確擦刮的幾何形狀的情況，以便在刮擦?xí)r遵守精確限定的縫隙。為了阻止金屬“侵蝕”、補(bǔ)償制造容差以及避免縫隙中過多的能量浪費，這是必要的。各種策略可以用于制造均勻的縫隙。最為廣泛的是制造在擠出機(jī)的縱剖面中為等距的縫隙。在[1]的第103及其后頁中描述了制造相應(yīng)螺桿外形的方式。
[0055]制造具有限定縫隙的螺桿外形的規(guī)則可以被應(yīng)用于本發(fā)明的螺桿元件。
[0056]圖4示出了本發(fā)明的具有縫隙(間空)的螺桿元件的外形。在圖如中，在互相刮擦螺桿時縫隙3的大小被選擇成與在刮擦機(jī)筒時的縫隙0相同。在圖仙中，縫隙3小于0，相反，在圖40和4(1中0小于3。
[0057]用圖5示出了，根據(jù)本發(fā)明也可以通過構(gòu)造具有縫隙的螺桿外形并隨后在縫隙內(nèi)偏移該外形來獲得偏心的外形。圖如一 (1的外形等于圖4(1的外形。相對于穿過螺桿元件旋轉(zhuǎn)點的直線，圖53中偏移了 0度角，圖56中偏移了 30度角，圖5。中偏移了 60度角，圖5(1中偏移了 90度角。圖5不出的例子中，兩個軸以相同的偏移矢量被偏移。原則上也可以以不同的矢量來偏移間空內(nèi)的軸。于是獲得以在軸旋轉(zhuǎn)期間變化的縫隙進(jìn)行刮擦的外形。
[0058]公知的是，通過在軸向上連續(xù)螺形地旋轉(zhuǎn)所述的外形，可以得到外形對的傳送效應(yīng)。通過該方式形成一種傳送螺紋，如圖63示例性所示。通過把由自清潔的外形構(gòu)成的多個棱柱形圓盤相互旋轉(zhuǎn)一個錯開角而布置在軸上，可以獲得比傳送螺紋具有更高分散功率的捏合元件。圖66示出了具有7個捏合圓盤的捏合元件，這些捏合圓盤以30度的錯開角被布置在軸上。
[0059]在圖1 一 6中僅僅涉及雙螺紋的螺桿元件。但相同的原理也同樣適用于具有三或多螺紋的螺桿元件。圖7用剖面示出了現(xiàn)有技術(shù)的兩個三螺紋的螺桿元件(參見例如[1]的第103^)0圖7中的三螺紋外形由三個對稱的片段構(gòu)成。在片段的過渡處出現(xiàn)拐彎，該外形構(gòu)成了螺桿頂部(示例性地用箭頭7-1表示這里，外形以離機(jī)筒窄的間隔進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且在具有所述缺點的情況下給聚合物熔體施加純剪切。
[0060]相反，圖8示出了本發(fā)明的三螺紋螺桿元件的外形片段。因為該外形相對于以60度角相互布置的三條直線(31, 82, 83)是軸對稱的，因此穿過坐標(biāo)原點看去，這里只示出了一個60度片段。整個外形通過在鏡像直線31、32和33上連續(xù)地鏡像所示的外形曲線而得到。在所示的位于直線31和33之間的片段中，外形曲線由兩個圓弧構(gòu)成。對于螺桿產(chǎn)生一種收斂-發(fā)散的溝道，該溝道在其整個范圍內(nèi)為混合物施加剪切流動和拉伸流動的組合。在制造外形的圓1和1’之間的正切過渡發(fā)生在該外形與直線？？相正切的位置處。對于三螺紋外形，直線以離旋轉(zhuǎn)點為半個軸間距的間隔和螺距-1.73而延伸。圖8所示的結(jié)構(gòu)可以按類似方式適用于螺桿外半徑與軸間距之比為0.5-0.577的所有比例。
[0061]對于三螺紋外形，可以構(gòu)造偏心地旋轉(zhuǎn)的外形。這種螺桿外形在圖如一 (1中被示出。這種方式類似于雙螺紋外形的方式。外形的外半徑相對于機(jī)筒半徑變小，并且外形成對地被偏移，其中旋轉(zhuǎn)點被保持在機(jī)筒的中心。尤其有趣的是以下螺桿外形，其中螺桿相互完整地刮擦，并且機(jī)筒只與三個頂部之一刮擦。在圖如中示出了這種外形的制造，方式是將外形在水平線上向右偏移，直到右邊的螺桿頂部到達(dá)機(jī)筒輪廓。在該布置中，在外形和機(jī)筒之間產(chǎn)生對稱的螺桿螺紋。通過將外形相對于穿過旋轉(zhuǎn)點的直線偏移20度角(圖此^或40度角(圖此)，可以獲得三個螺桿頂部之一與機(jī)筒刮擦的其它布置。在這些外形的情況下產(chǎn)生的螺桿螺紋是非對稱的。通過增加偏移來產(chǎn)生具有更強(qiáng)剪切的區(qū)域(在圖％和％上方)和具有不夠強(qiáng)剪切的區(qū)域(在圖％和％下方通過相對于穿過旋轉(zhuǎn)點的直線將外形偏移60度角(圖9(0，可以產(chǎn)生三個頂部中的兩個與機(jī)筒刮擦的布置。這里，最明顯的特點就是非對稱性。產(chǎn)生具有非常強(qiáng)的剪切負(fù)荷的兩個區(qū)域(圖9(1上方)和具有低的剪切負(fù)荷的一個區(qū)域(圖9(1下方X因此，需要被處理的材料經(jīng)受劇烈變化的應(yīng)力，這在分散任務(wù)中是很有幫助的。
[0062]在相互刮擦外形和刮擦機(jī)筒的情況下產(chǎn)生縫隙，是與雙螺桿外形的方式完全一致地進(jìn)行的。
[0063]三螺紋外形可以按照圖103被用作連續(xù)的傳送螺紋，或者按照圖106被用作捏合圓盤。
[0064]通過螺桿外形的45度片段來完整地限定軸對稱的四螺紋螺桿外形。圖11示出了本發(fā)明軸對稱的四螺紋螺桿元件的外形片段，其由兩個圓弧組成。該結(jié)構(gòu)類似地可被用于螺桿外半徑與軸間距之比為0.5-0.541的所有比例。
[0065]在刮擦的情況下產(chǎn)生偏心的外形和產(chǎn)生縫隙，以與雙螺紋和三螺紋外形相類似的方式和方法來進(jìn)行，這里不再示出。
[0066]四螺紋外形可以按照圖123被用作連續(xù)的傳送螺紋，或者按照圖126被用作捏合圓盤。
[0067]具有多于四個螺紋的本發(fā)明外形可以用類似方式被制造出來。同樣可以用類似的方式變化縫隙和產(chǎn)生偏心的外形。在圖133中簡要地用剖面圖示出了本發(fā)明螺桿元件對的一個例子。制造螺桿外形通過左邊的螺桿外形來表示。被制螺桿外形通過右邊的螺桿外形來表示。兩個螺桿外形由16個圓弧構(gòu)成。制造和被制螺桿外形的圓弧通過粗的實線來表示，其設(shè)有相應(yīng)的圓弧號。圓弧的中點通過小圓來表示。用細(xì)的實線將圓弧的中點不但與所屬圓弧的起點而且與該圓弧的終點(分界線)相連接。螺桿外半徑對于制造和被制螺桿外形而言是大小相同的。在螺桿機(jī)筒的區(qū)域，螺桿外半徑通過細(xì)的虛線表示，在咬合區(qū)域用細(xì)的點線表示。根據(jù)圓弧的多個數(shù)量和根據(jù)借助于計算機(jī)程序來產(chǎn)生圖形，各個圓弧的號可能與分界線重疊，因而難以被看見。盡管各個號中有一部分可讀性差，通過結(jié)合本說明書和圖136的坐標(biāo)數(shù)據(jù)可以從上下文清楚地看到該外形的結(jié)構(gòu)。
[0068]圖133所示的本發(fā)明螺桿外形對是點對稱的，但不是軸對稱的。直線？？(用點線表示)并不正切。這種螺桿元件對于分散效應(yīng)實現(xiàn)了非常大的自由，因為在頂部前面和后面的對于分散效應(yīng)具有重大意義的區(qū)域能夠準(zhǔn)確地與任務(wù)進(jìn)行匹配，而無需顧及直線進(jìn)行的幾何限制。圖136針對圖133的所有圓弧示出了中點的X坐標(biāo)和7坐標(biāo)(IX和腳)、圓弧的半徑I？和角以。角數(shù)據(jù)用弧度表示；所有其余量度數(shù)據(jù)被歸一化到軸間距，因此是無維的。
【權(quán)利要求】
1.用于多軸螺桿擠出機(jī)的螺桿元件，所述多軸螺桿擠出機(jī)具有成對同向的且成對精確擦刮的螺桿軸，所述螺桿軸具有兩個或多個螺桿螺紋，其特征在于，螺桿外形在整個剖面上總是能通過連續(xù)可導(dǎo)的外形曲線來描繪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的螺桿元件，其特征在于，所述螺桿元件在整個剖面上由四個或更多圓弧組成，其中所述圓弧在其起點和終點處彼此正切地過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的螺桿元件，其特征在于， -制造和被制螺桿外形相互具有軸間距a， -制造螺桿外形的圓弧數(shù)為n， -制造螺桿外形的外半徑ra大于O (ra>0)并小于所述軸間距a (ra〈a)， -制造螺桿外形的內(nèi)半徑ri大于O (ri>0)并小于或等于ra(ri ( ra)， -制造螺桿外形的所有圓弧彼此正切地過渡， -所述的圓弧形成一個閉合的螺桿外形，也即所有圓弧j的角a j的總和等于2 π，其中π是圓周率(π ^ 3.14159)， -所述的圓弧形成凸出的螺桿外形， -制造螺桿外形的每個圓弧位于外半徑為ra和內(nèi)半徑為ri的圓環(huán)的邊界內(nèi)或上，所述圓環(huán)的中點位于制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點上， -制造螺桿外形的至少一個圓弧在點Pa接觸到制造螺桿外形的外半徑ra， -制造螺桿外形的至少一個圓弧在點P1接觸到制造螺桿外形的內(nèi)半徑ri， -被制螺桿外形的圓弧數(shù)η’等于制造螺桿外形的圓弧數(shù)η， -被制螺桿外形的外半徑ra’等于制造螺桿外形的軸間距減去內(nèi)半徑ri所得的差(ra， =a_ri), -被制螺桿外形的內(nèi)半徑ri’等于制造螺桿外形的軸間距減去外半徑ra所得的差(ri， =a_ra), -被制螺桿外形的第j’圓弧的角α /等于制造螺桿外形的第j圓弧的角α P其中j和j’為從I到圓弧數(shù)η或η’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)， -被制螺桿外形的第j’圓弧的半徑r/與制造螺桿外形的第j圓弧的半徑&之和等于軸間距a，其中j和j’為從I到圓弧數(shù)η或η’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)， -被制螺桿外形的第j’圓弧的中點離制造螺桿外形的第j圓弧的中點的間隔等于軸間距a，被制螺桿外形的第j’圓弧的中點離被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點的間隔等于制造螺桿外形的第j圓弧的中點離制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點的間隔，而且被制螺桿外形的第j’圓弧的中點與制造螺桿外形的第j圓弧的中點之間的連線是被制螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點和制造螺桿外形的旋轉(zhuǎn)點之間的連線的平行線，其中j和j’為從I到圓弧數(shù)η或η’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)， -被制螺桿外形的第j’圓弧的起點相對于被制螺桿外形的第j’圓弧的中點的方向，與制造螺桿外形的第j圓弧的起點相對于制造螺桿外形的第j圓弧的中點的方向相反，其中j和j’為從I到圓弧數(shù)η或η’的范圍內(nèi)的所有值中的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一 3之一的螺桿元件，其特征在于，該螺桿元件是點對稱的，并且外形曲線在360度/ (2.Ζ)的片段上由至少兩個圓弧組成，其中Z是螺桿元件的螺紋數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一 3之一的螺桿元件，其特征在于，該螺桿元件是軸對稱的，并且外形曲線在360度/ (2.Z)的片段上由至少兩個圓弧組成，其中Z是螺桿元件的螺紋數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的螺桿元件，其特征在于，所述外形曲線在所述片段上由兩個圓弧組成，其中所述圓弧在點Pfp處是彼此連續(xù)可導(dǎo)地過渡的，點Pfp位于直線FP上，該直線FP在點Pfp處的垂線通過兩個圓弧的中點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的螺桿元件,具有旋轉(zhuǎn)點D、位于一個圍繞旋轉(zhuǎn)點且具有螺桿元件的外半徑ra的圓上的點Pa、位于一個圍繞旋轉(zhuǎn)點且具有螺桿元件的內(nèi)半徑ri的圓上的點Pp穿過點Pa和D的直線DPa、以及穿過點P1和D的直線DP1，在使用直角坐標(biāo)系具有原點處的點D和X軸上的點Pa的情況下，其特征在于，所述垂線在所述圓弧中的一個圓弧的中點處與直線DPa相交，在另一個圓弧的中點處與直線DP1相交，而且直線FP離旋轉(zhuǎn)點的間距為軸間距a的一半，螺距用弧度表示為_l/tan( π / (2.Ζ))。
8.根據(jù)權(quán)利要求1一 7之一的螺桿元件，其特征在于，所述螺桿元件被構(gòu)造為混合元件或傳送元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1一 7之一的螺桿元件，其特征在于，所述螺桿元件被構(gòu)造為捏合元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1一 9之一的螺桿元件在多軸螺桿擠出機(jī)中的用途。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的用途，其特征在于，所述螺桿元件成對地在其整個范圍內(nèi)以固定的縫隙刮擦。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的用途，其特征在于，所述螺桿元件成對地以并非在其整個范圍內(nèi)固定的縫隙刮擦。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的用途，其特征在于，所述螺桿元件的外形成對地相對于被置于機(jī)筒腔中心的旋轉(zhuǎn)點被移動。
14.多軸螺桿擠出機(jī)的螺桿元件的制造方法，其中所述多軸螺桿擠出機(jī)具有成對同向的且成對精確擦刮的螺桿軸，其特征在于，將多個圓弧組合成連續(xù)可導(dǎo)的曲線來構(gòu)造螺桿外形。
【文檔編號】B29C47/62GK104369348SQ201410532524
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2009年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2008年6月20日
【發(fā)明者】M.比爾德爾, T.科尼希, U.利森費爾德 申請人:拜耳知識產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司