Theorie und Konstruktionsgrundlagen des Doppelschneckenextruders

Theorie und Designgrundlage von Doppelschneckenextruder

Der TSE wird mit segmentierten Schrauben an einer Keilwelle mit hohem Drehmoment montiert (Abbildung 2). Der Lauf ist ebenfalls modular aufgebaut und verfügt über eine Flüssigkeitskühlung. Der Motor dreht die Schnecke und fügt dem Prozess Energie hinzu. Die Materialzufuhr und die Schneckendrehzahl im TSE-Verarbeitungsbereich sind unabhängig voneinander und so eingestellt, dass die Verarbeitungseffizienz optimiert wird. Die segmentierte Schnecke und der Zylinder mit den kontrollierten Pump- und Wischeigenschaften der mitrotierenden Schnecke ermöglichen eine Optimierung der Schnecken-/Zylindergeometrie für die Prozessaufgabe. Der Feststofftransport- und Auflösungsprozess findet im ersten Teil des Abschnitts statt. Als nächstes kommt das Schneckenelement zum Mischen und Entgasen. Ein Auslasselement erzeugt und stabilisiert dann Druck in der Form oder dem Front-End-Gerät.

Das freie Volumen des behandelten Abschnitts steht im Zusammenhang mit dem OD/ID-Verhältnis, das durch Division des Außendurchmessers (OD) durch den Innendurchmesser (ID) jeder Schraube definiert wird. Ein tieferer Schneckengang erhöht das freie Volumen und verringert die durchschnittliche Scherrate, verringert jedoch das Drehmoment aufgrund des kleineren Durchmessers der Schneckenwelle.

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Abbildung 2 Gleichläufiges Doppelschneckenelement mit asymmetrischer Keilwellenkonstruktion.

Das asymmetrische Keilwellendesign sorgt für eine optimale Kraftübertragungseffizienz, sodass kleinere Wellendurchmesser ein höheres Drehmoment übertragen können. Dies wird durch die Entkopplung der tangentialen Kraftvektoren erreicht, die von der Motorwelle auf die Schraube übertragen werden. Ein hohes Drehmoment, eine niedrige durchschnittliche Scherkraft und ein hohes Außen-/Innendurchmesser-Verhältnis haben sich in vielen Prozessen als vorteilhaft erwiesen.

In der Leistritz-Terminologie hat die HP-Serie ein AD/ID-Verhältnis von 1,55/1 und verwendet eine symmetrisch verzahnte Wellenkonstruktion, während die MAXX-Serie ein AD/ID-Verhältnis von 1,66/1 und eine asymmetrisch verzahnte Welle verwendet. Verwendung: Wenn das Verhältnis Außendurchmesser/Innendurchmesser zunimmt, erhöht sich das freie Volumen um etwa 20 % und das Nenndrehmoment erhöht sich.