[go: up one dir, main page]

CN119156274A - 包括具有降低能量输入的改进混合和脱气效果的一对螺杆元件的多轴螺杆机 - Google Patents

包括具有降低能量输入的改进混合和脱气效果的一对螺杆元件的多轴螺杆机 Download PDF

Info

Publication number
CN119156274A
CN119156274A CN202380033310.0A CN202380033310A CN119156274A CN 119156274 A CN119156274 A CN 119156274A CN 202380033310 A CN202380033310 A CN 202380033310A CN 119156274 A CN119156274 A CN 119156274A
Authority
CN
China
Prior art keywords
screw
elements
screw elements
pair
profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202380033310.0A
Other languages
English (en)
Inventor
T·柯尼希
M·比尔迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Covestro Deutschland AG filed Critical Covestro Deutschland AG
Publication of CN119156274A publication Critical patent/CN119156274A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/402—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders the screws having intermeshing parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/405—Intermeshing co-rotating screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/54—Screws with additional forward-feeding elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/64—Screws with two or more threads
    • B29C48/65—Screws with two or more threads neighbouring threads or channels having different configurations, e.g. one thread being lower than its neighbouring thread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

本发明涉及适用于多轴螺杆机的一对螺杆元件，包括：以相同的方向和相同速度旋转的m个螺杆轴SW1至SWm，该螺杆轴的对应相邻旋转轴线X1至Xm在与该旋转轴线成直角的横截面上具有中心距A；以及m个彼此贯通的圆形壳体孔，其中每个圆形壳体孔具有相同的壳体孔内直径D，该圆形壳体孔的孔中心M1至Mm之间的距离与中心距A相同，该圆形壳体孔的孔中心M1至Mm与螺杆轴SW1至SWm的对应旋转轴线X1至Xm重合，并且与螺杆元件的旋转中心P1至Pm重合；其中一对螺杆元件中的两个螺杆元件在直接相邻的螺杆轴上彼此相对；一对螺杆元件中的两个螺杆元件彼此刮擦，且螺杆元件和螺杆元件之间的间隙为s；两个螺杆元件都具有不对称的螺杆轮廓；两个螺杆元件中的每个具有两个齿顶；对于两个螺杆元件中的每个来说，其两个齿顶距螺杆轮廓的对应旋转中心P的距离不相同。

Description

包括具有降低能量输入的改进混合和脱气效果的一对螺杆元 件的多轴螺杆机
本发明涉及适用于多轴螺杆机的一对螺杆元件，该多轴螺杆机具有：
以相同的方向和相同速度旋转的m个螺杆轴SW1至SWm，所述m个螺杆轴SW1至SWm的对应相邻旋转轴线X1至Xm在与所述旋转轴线成直角的横截面上具有中心距A，
以及
m个彼此贯通的圆形壳体孔，其中每个所述圆形壳体孔具有相同的壳体孔内直径D，所述圆形壳体孔的孔中心M1至Mm之间的距离与所述中心距A相同，所述圆形壳体孔的孔中心M1至Mm与所述螺杆轴SW1至SWm的对应旋转轴线X1至Xm重合，并且与所述螺杆元件的旋转中心P1至Pm重合，
其中所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件在直接相邻的螺杆轴上彼此相对，
其中所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件彼此刮擦，且螺杆元件和螺杆元件之间的间隙为s,
其中所述两个螺杆元件都具有不对称的螺杆轮廓，
其中所述两个螺杆元件中的每个具有两个齿顶，
其中对于所述两个螺杆元件中的每个来说，其两个齿顶距所述螺杆轮廓的对应旋转中心P的距离不相同，
其中，在每种情况下，一个齿顶距所述对应旋转中心P的距离是D/2减去螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，再减去附加间隙SP，而另一个齿顶距所述对应旋转中心P的距离是D/2减去螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，但不再减去附加间隙SP，
其中所述两个螺杆元件的螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ相同，并且所述两个螺杆元件的附加间隙SP相同，
其中，所述两个螺杆元件的齿顶角之和BKW在弧度制下满足以下公式：
BKW＝f*BKGW (1)
其中对于系数f来说，系数f大于0且小于或等于0.95，
其中BKGW被确定为：
下表1中列出了表示螺杆轮廓所需的参数。
WO2011/006516A1中公开了一种挤出机，所述挤出机具有壳体，所述壳体带有至少两个轴向平行的轴，能够沿同一个方向驱动，并且配置有至少双叶片的输送元件，这些元件在整个圆周周围以很小间隙在中心距处彼此擦拭，其中至少一个齿轮的齿顶和壳体内壁之间有距离(a)。
从EP0875356A2中已知一种多轴螺杆机。所述多轴螺杆机设置有壳体，带有彼此平行并且部分地彼此贯通的两个壳体孔，两个可旋转驱动轴布置在所述壳体孔中，螺杆元件安装在轴上，以共同旋转，捏合盘安装在轴上，用于共同旋转并且彼此啮合，其中每个捏合盘在其顶部区域的宽度都比盘宽度(B)窄，从而形成位于边缘的混合和刮擦凸起。
此外，DE102008016862A1描述了一种挤出机，具有至少两个轴向平行的轴，能够沿同一方向驱动，并且具有至少双螺杆的输送元件(2、11、12)，所述输送元件在点(C)处大体上紧密接触。
EP0788868A1描述了用于混合和连续轧制热塑性材料的方法和设备。所述设备包括混合腔室和设置在所述混合腔室(5)内的至少一对螺杆轴，其中所述螺杆轴具有至少一个螺杆尖端部分和至少一个螺杆芯部分，这两个部分相对于轴的纵向轴线不对称地下沉，以形成轴的表面以及下沉的螺杆部分和腔室内表面之间的空隙，使得在将材料提供到所述混合腔室的出口的过程中，在腔室本身表面的至少一部分上对材料进行轧制。
此外，WO2016/107527A1公开了一种自清洁挤出装置，带有沿相同方向旋转的两个螺杆。所述装置包括：螺杆机构、圆筒、进料口、排气口和出料口。
在本发明中，多轴螺杆机应理解为是指具有一个以上的螺杆轴的螺杆机，例如是具有两个、三个或四个螺杆轴的螺杆机，或者是具有环形布置的八至十六个、特别是十二个螺杆轴的螺杆机。在有两个以上螺杆轴的情况下，螺杆轴的旋转轴线可以彼此相邻布置，或者，例如在所谓的环形挤出机中，呈环形形式。在多轴挤出机中，螺杆轴的旋转轴线通常彼此平行布置。根据本发明，旋转轴线的这种平行布置也是有利的。鉴于此，根据本发明的一对螺杆元件的螺杆元件数量优选地对应于相应的挤出机的螺杆轴数量，其中所述螺杆轴相对地布置在所述挤出机上。具有一个以上的螺杆轴的这种螺杆机在下文中也被称为多主轴螺杆机、多轴螺杆机或多轴挤出机。双轴螺杆机在下文中也被称为双螺杆挤出机。在本发明中，术语“螺杆机”与术语“挤出机”同义。挤出的混合物或待被挤出的混合物在下文中也称为“挤出物”。
多轴螺杆机优选地是双螺杆挤出机，具有：以相同的方向和相同速度旋转两个螺杆轴SW1和SW2、相邻旋转轴线X1和X2、孔中心M1和M2和旋转中心P1和P2。
在本发明中，挤出物是塑性或粘弹性混合物，特别地从包括以下成员的组中选出：
悬浮液、糊状物、玻璃熔体、未烧制陶瓷、金属熔体或塑料。
在本发明中，塑料尤其是指：
聚合物，尤其是指聚合物熔体或聚合物溶液，特别尤其是指热塑性聚合物的熔体或溶液，或者是指弹性体(特别是橡胶)的熔体或溶液。
所使用的热塑性聚合物是以下材料中的至少一种：聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚酰胺、聚酯(特别是聚对苯二甲酸丁二酯和聚对苯二甲酸乙二酯)、聚乳酸、聚醚、热塑性聚氨酯、聚缩醛、含氟聚合物(特别是聚偏氟乙烯)、聚醚砜、聚烯烃(特别是聚乙烯和聚丙烯)、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯(特别是聚甲基丙烯酸甲酯)、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚酮、聚芳基醚酮、苯乙烯聚合物(特别是聚苯乙烯)、苯乙烯共聚物(特别是苯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)以及聚氯乙烯。使用所列聚合物的所谓共混物是同样优选地，本领域的技术人员理解的是所述共混物是指两种或更多种聚合物的组合。特别优选的是聚碳酸酯和含有聚碳酸酯的混合物(更特别优选聚碳酸酯)，所述聚碳酸酯和含有聚碳酸酯的混合物例如通过界面工艺或熔融酯交换工艺获得。
所使用的橡胶优选地是以下材料中的至少一种：苯乙烯-丁二烯橡胶、天然橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、丁二烯-丙烯腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氯丁橡胶、乙烯-醋酸乙烯橡胶、聚氨酯橡胶、热塑性聚氨酯、古塔胶(gutta-percha)、芳化橡胶、氟化橡胶、硅橡胶、硫化橡胶以及氯磺基聚乙烯橡胶。当然，也可以是所列橡胶中的两种或更多种的组合，或者是一种或更多种橡胶与一种或更多种其他塑料的组合。
这些热塑性塑料或橡胶可以呈纯净物形式使用，或者是带有填充剂和增强剂(诸如特别是玻璃纤维)的混合物、彼此混合的混合物或者与其他聚合物混合的混合物、或者是与常用聚合物添加剂混合的混合物。
在一个优选的实施方案中，将添加剂添加到塑料材料中，特别是添加到聚合物熔体和聚合物熔体的混合物中。可以将成固体、液体或溶液形式的所述添加剂和聚合物一起添加至挤出机，或者至少将部分或全部的所述添加剂通过侧流进给至挤出机。
添加剂可以为聚合物提供多种特性。例如，所述添加剂可以是着色剂、颜料、加工助剂、填充剂、抗氧化剂、增强剂、UV吸收剂和光稳定剂、金属钝化剂、过氧化物清除剂、碱性稳定剂、成核剂、具有稳定或抗氧化作用的苯并呋喃类和吲哚啉类化合物、脱模剂、阻燃添加剂、抗静电剂、染料和熔体稳定剂。这些添加剂的实施例是炭黑、玻璃纤维、粘土、云母、石墨纤维、二氧化钛、碳纤维、碳纳米管、离子液体和天然纤维。
在本发明中，不对称的横截面螺杆轮廓的区别之处在于，在横截面螺杆轮廓平面内的任何一个点都没有镜像轴线或旋转轴线通过，其中所述镜像轴线或旋转轴线可用于生成与原始横截面螺杆轮廓一致的横截面螺杆轮廓；优选地横截面螺杆轮廓内的任何一个点都没有镜像轴线通过，特别优选地横截面螺杆轮廓的结构中心KP没有可用于生成与原始轮廓一致的轮廓的镜像轴线通过。在这种情况下，结构中心KP是横截面螺杆轮廓内的点，是形成齿顶和凹槽的所有圆弧的中心。在本发明中，螺杆轮廓的结构中心KP与该螺杆轮廓的旋转中心P重合。例如，EP0002131A1的图5(A)或图5(B)示出了一对螺杆元件的螺杆轮廓，这对螺杆元件的螺杆轮廓在本发明的意义上是不对称的。EP0002131A1的图5(A)或图5(B)中示出的一对螺杆元件的螺杆轮廓也具有不一致的特性，但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。
螺杆横截面轮廓，在本发明中也简称为螺杆轮廓，是指螺杆元件在与螺杆元件旋转轴线成直角的平面截面上的外轮廓。例如，在[1]([1]＝Klemens Kohlgrüber:“DerDoppelschneckenextruder”[同向双螺杆挤出机]，第2版，Hanser VerlagMünchen 2016，第107页至120页)中描述了生成精确刮擦的螺杆轮廓的规则。这里还描述了，双螺杆挤出机第一轴上的给定螺杆轮廓决定了紧邻该第一轴的双螺杆挤出机的第二轴上的螺杆轮廓([1]，第108页)。因此，第一轴上的螺杆轮廓称为母螺杆轮廓(erzeugendeSchneckenprofil)。第二轴上的螺杆轮廓根据双螺杆挤出机的第一轴的螺杆轮廓确定，因此被称为生成的螺杆轮廓(erzeugte Schneckenprofil)。
螺杆轴精确地彼此刮擦的同向旋转双螺杆机早已为人所知，例如从DE862668C中。在聚合物的生产和加工中，带有螺杆轴的螺杆机(其中的螺杆元件基于精确刮擦的螺杆横截面轮廓的原理)已得到了广泛应用。这主要是由于在正常加工温度下，聚合物熔体会附着到表面并随时间降解，然而多轴机器中的螺杆元件具有自清洁效果，能够成对地彼此精确刮擦，避免了这种情况的发生。在多轴挤出机中，具有母螺杆轮廓的螺杆元件和具有生成螺杆轮廓的螺杆元件总是在相邻轴上交替使用。
在这里有两点需要区分：精确刮擦的螺杆轮廓(数学构造，在这种数学结构中，两个螺杆元件在两个紧邻的螺杆轴上相对设置，彼此刮擦且螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s趋近零；而螺杆元件的螺杆轮廓则在物质现实中为预期用途(即，技术上执行的螺杆元件)而设计。如果在本发明中使用术语“精确刮擦”，除非另有说明，否则是指精确刮擦的螺杆轮廓的数学结构或具有这个螺杆轮廓的对应螺杆元件。如果在本发明中使用术语“实际刮擦”或“执行”，除非另有说明，否则是指技术上执行的螺杆元件或其螺杆轮廓，其中这种实际刮擦的螺杆轮廓从恰好刮擦的螺杆轮廓衍生而来，优选地通过应用以下间隙策略中的一种：中心距增加、纵向截面等距、空间等距或圆等距衍生而来，下文将对此做更详细的说明。
螺杆元件领域的技术人员将了解的是，单个螺杆元件或螺杆轮廓本身不可能有精确刮擦或实际刮擦，但总是需要成对的这种元件。
现代挤出机具有模块化系统，其中可将各种螺杆元件安装在芯轴上以形成螺杆轴；因此该螺杆轴分段。这使得本领域的技术人员能根据对应的加工任务来调整挤出机。然而，螺杆轴也可以一体制造，即可以有大体上在螺杆轴的整个长度上延伸的仅一个螺杆元件，或者可以仅部分分段。本发明既涉及能够安装在芯轴上的螺杆元件，也涉及上述单体制造的螺杆轴。
已知的多轴挤出机(特别是双螺杆挤出机)通过耗散将机械能转移至挤出物中。这既有期望的结果，也有不期望的结果，因为在一方面，需要输入能量来实现工艺任务，诸如混合和脱气；在另一方面，消耗输入的机械能会导致挤出物的温度升高，从而导致损坏挤出物的不期望的化学反应。
混合也是多轴挤出机(特别是双螺杆挤出机)中的已知基本操作。不完全混合造成的挤出物不均匀会导致挤出物在进一步加工时出现问题并且导致最终特性出问题。
脱气(即，移除挥发性成分)也是多轴挤出机(特别是双螺杆挤出机)中的已知基本操作，例如，如[1]的第494页至525页所述。对于脱气工艺来说，为了实现经济性地高产量和良好的挤出物质量，所期望的是在低能量输入的情况下实现尽可能高的脱气效率。除[1]的一般描述外，WO2010139413A1([2])也对这种工艺进行了描述，[2]描述了用于对含有溶剂的聚碳酸酯溶液进行脱气的设备和工艺。
对于脱气来说，聚合物作为挤出物在部分填充的部分经过脱气开口运输。在温度、水、氧气或其他成分的作用下，在缩聚反应中形成的聚合物的挥发性成分(诸如副产品、单体、低聚物、溶剂或降解产物)可通过所述开口移除。为了更好的移除挥发性成分，根据具体脱气任务，脱气开口中的压力会低于环境压力。在[1]的第494页至525页还指出，聚合物熔体中的气泡形成和因此导致发泡对残余脱气是有用的，因为这形成了能改进物质传递的内表面。发泡需要聚合物中的挥发性成分有足够高(约1bar)的过压。剪切力对聚合物的影响能够促进气泡的形成，提高了脱气效果。
在双螺杆挤出机中，挤出物在螺杆齿顶和挤出机壳体孔内壁之间受的剪切力特别强。这意味着特别大量的能量被耗散至挤出物中，导致挤出物的局部严重过热。例如，在[1]的第416页至第423页的图片4.80至4.84所示。这种局部过热会导致挤出物受损(诸如气味、颜色、化学成分或分子量改变)或者在挤出物中形成不均匀物(诸如胶质体或斑点)。具体来说，大齿顶角是不利的，尤其是在直接相邻的螺杆轴上彼此相对并且彼此刮擦的一对螺杆元件的大齿顶角之和是不利的。
当前在脱气或分散(两者均需有剪切力)需求和避免挤出物受损之间存在矛盾。将脱气或分散需求和保护挤出物需求结合，使得在实现脱气或分散最优的同时挤出物受损最少是有利的。此外，如果挤出物总量中同一部分的挤出物被反复剪切，则不利于脱气或分散，因为在挤出机壳体孔内壁处交换的挤出物很小。
挤出物受损和能量输入的问题在，例如WO2009152973A1([3])中得到了解决，其中用于具有螺杆轴的多轴螺杆机的成对的螺杆元件在相同方向上精确刮擦，具有两个或更多个的螺杆叶片Z、中心距A、以及外直径DE，其中一对螺杆元件的齿顶角之和大于0且小于
并且描述了它们的用途。在[2]中公开的挤出机也优选地使用这种螺杆元件。然而，使用这种螺杆元件并不能改进脱气效果。
US4131371A([4])描述了偏心、实际上相互刮擦的输送螺杆元件，所述螺杆元件沿同一方向旋转，具有偏心轮廓，所述偏心轮廓的齿顶距壳体的距离不同。这样就能通过将挤出物分散到壁上来实现挤出物的均匀负载，为热量和物质传递提供更多的表面积。通过这种方式能够改进脱气效果。至于宽齿顶和与宽齿顶相关的缺点，则没有解决。
EP0002131A1([5])描述了实际上彼此刮擦的偏心、不对称螺杆元件，其中对应螺杆元件的一个齿顶距挤出机壳体孔内壁的距离小于对应螺杆元件的另一个或多个其他齿顶距挤出机壳体孔内壁的距离。在此描述的主要效果是挤出机壳体孔之间的材料交换，以及均匀的强剪切力。这些螺杆元件具有Z≥2个叶片、Z个齿顶和Z个凹槽。没有考虑螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s(即在两个直接相邻的螺杆轴上彼此相对的一对螺杆元件的螺杆轮廓之间的距离)。
从[5]中可以推导出，一对螺杆元件(其中两个螺杆元件恰好彼此刮擦)中的每个螺杆元件的齿顶角SKW0之和为，
其中可以有多种数学等价公式。
本领域的技术人员知道，并且在例如[1]的第39页至第41页和第113页至第121页陈述的是，技术上设计的螺杆元件必须具有间隙，包括螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s以及螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，以便确保挤出机的功能。所述间隙是有必要的，因为它能够避免金属“卡死”、制造公差、粗糙度、角度偏差、不均匀热膨胀以及由于两个直接相邻螺杆轴上的两个直接相邻螺杆元件之间的间距不足而导致的挤出物应力过大。上述文章还解释了根据间隙和精确刮擦的轮廓确定要生产的元件的确切几何形状的方法。这些方法称为间隙策略。
纵向截面等距、圆等距和空间等距策略在下文中也被称为纵向截面等距计算规则、圆等距计算规则和空间等距计算规则。另一种间隙策略是根据[1]的第40页和41页所述的增加中心距策略。
在[1]的第40页和第41页例如提到了空间等距。空间等距可以用例如精确刮擦的螺杆元件的外表面的参数表达式作为起点获得，其中a和b是基于用于描述相关的精确刮擦的螺杆元件外表面的方程而选定的参数。下面将对这种参数进行举例说明。
出于方便下文的考虑，在此假定使用直角坐标系，其中沿挤出机旋转轴线的坐标被指定为z，x和y是在垂直于旋转轴线的平面上的坐标，所述旋转轴线在x＝0、y＝0和z＝0处与这个平面相交。
例如，在一对螺杆元件的情况下，两个螺杆元件在两个紧邻的螺杆轴上面向彼此，并且精确地彼此刮擦，两个螺杆元件中的每个的螺杆轮廓在x-y平面中，其中对应的旋转轴线X与z轴线重合，并且距旋转轴线的距离re(γ)被规定为是角γ与x轴线的螺杆轮廓的2π周期函数，能够通过恰好地刮擦的螺杆元件轮廓的以下表达式(5)来表示
在这种情况下，可以选定a＝γ并且b＝z。
这样一对螺杆元件可以例如成形为一对输送元件，或是一对捏合盘。
为了构建输送元件，螺杆轮廓在平面中螺旋地延续，以便获得精确刮擦的螺杆元件的受限表面。对于螺距为T的螺杆元件，以z坐标为附加参数可得到以下结果，
正号表示顺时针旋转的螺杆轮廓，负号表示逆时针旋转的螺杆轮廓。
对于捏合盘，螺杆轮廓沿z轴线向空间中位移，使得结果是：
如果螺杆轮廓(例如精确刮擦的螺杆轮廓)在平面中的区域上通过圆弧i构建，所述圆弧i具有圆心坐标和半径ri，并且β是角度，对于β的有效值，所述圆弧表示准确的截断螺杆轮廓，则所述圆弧能够描述为
下面的公式则适用于在空间中精确刮擦的传输元件的受限表面的表达式
并且，相对地，精确刮擦的捏合盘的受限表面的表达式如下
在输送元件中，螺杆元件的螺距T是螺杆元件的螺杆轮廓完全旋转所需的轴向长度。
在计算螺杆轮廓时，所述计算从具有恰好刮擦的螺杆轮廓的一对螺杆元件开始，通过考虑螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s来确定一对实际刮擦的螺杆元件的螺杆轮廓，可以例如在定义参数表达式如下之后，应用空间等距计算规则：在点形成对应法向量为
其中符号应选定为使指向远离旋转轴线的方向。技术上设计的螺杆元件的外表面随后可借助以下参数表达式加工
还可以采用根据本发明的其他空间等距计算规则。
圆等距法也假定了在平面中的精确刮擦的螺杆轮廓。从在x-y平面中的精确刮擦的螺杆轮廓开始，在每个点上切一条垂直线，其中所述垂直线的方向被选定为指向螺杆轮廓的内侧。将点沿着这条垂直线向螺杆轮廓内侧移动s/2，从而使该点属于技术上执行的螺杆轮廓。如果精确刮擦的螺杆轮廓的一部分是半径为ri的圆弧，则相关的技术上执行的螺杆轮廓的对应部分是具有同样圆心并且半径ri-s/2的圆弧。
这是本发明中的圆等距计算规则。
还可以采用根据本发明的其他圆等距计算规则。
通过纵向截面等距、空间等距和圆等距方法，在技术上执行的螺杆轮廓的不同表面曲线可能重叠，因此可以从螺杆轮廓的旋转中心P开始，按一定角度选择螺杆轮廓曲线上的几个点。然后，使用上述点中更接近旋转中心P的点来制造技术上可行的螺杆轮廓。
可以使用各种形状(例如坐标表)来表示所要生产的技术上执行螺杆轮廓。优选方法将距旋转轴线的距离r(γ)规定为是角γ与x轴的2π或360°周期函数，使用以下表达式
与精确刮擦的螺杆轮廓的翼部角和齿顶角相比，上述所有方法会使得翼部角略微增大，齿顶角略微减小。应用空间等距法的得到的齿顶角总是比应用纵向截面等距法得到的齿顶角小，而圆等距法得到齿顶角总是比应用圆等距法得到的齿顶角小。斜率越大，空间等距和纵向截面等距的齿顶角越大，斜率趋于无穷大时，空间等距和纵向截面等距趋于圆等距，即，当斜率趋于无穷大时，空间等距和纵向截面等距计算规则提供的齿顶角与圆等距计算规则提供的齿顶角相同。
基于精确刮擦的螺杆轮廓来确定技术上执行的螺杆轮廓几何形状的所有方法(即间隙策略)，都会使得螺杆元件的尺寸与具有所述精确刮擦的螺杆轮廓的螺杆元件相比变小，从而获得能在技术上实际执行的螺杆轮廓几何形状：在精确刮擦的螺杆轮廓和技术上执行的实际刮擦螺杆轮廓之间建立距离。间隙策略用于确定螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s，即，在两个直接相邻的螺杆轴上彼此相对的一对螺杆元件的螺杆轮廓之间的距离。在此，这个螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s在两个螺杆元件之间不一定恒定，但优选为恒定。
为了在当螺杆元件彼此刮擦时在螺杆元件和螺杆元件之间产生恒定间隙s，优选上文所解释的空间等距。
螺杆元件和螺杆元件之间间隙s大，会使剪切力降低，从而降低对挤出物的能量输入。然而，螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s以及螺杆元件和壳体之间的间隙δ尺寸过大也会是技术上实施的挤出机的缺点。这些间隙会导致螺杆元件的刮擦效果降低(其中所述螺杆元件在直接相邻的螺杆轴上成对的彼此相对定位)，并且导致在螺杆元件上或壳体孔上的挤出物交换效果恶化，从而增加了产生因停留时间长而受损的挤出物的风险和该受损挤出物进入挤出物流的风险，其中受损挤出物进入挤出物流会导致斑点、凝胶或变色，继而影响预期的最终产品的质量。螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s以及螺杆元件和壳体之间的间隙δ过大还会导致脱气效果降低，由于螺杆表面上或壳体孔内壁上的挤出物交换减少，混合效果也会降低。
此外，螺杆元件与螺杆元件之间的间隙s对齿顶角之和所施加的影响是有限的。
本领域技术人员已知的是，除螺杆轮廓外，其他变量对螺杆元件的几何形状也有影响。例如，在[1]的第115页列出了这些变量。
如上文所示，现有技术并没有解决如何在挤出机中实现挤出物良好脱气(需要高剪切力)，并且同时避免因(高剪切力造成的)能量输入过大而引起挤出物受损问题，此外还要增加在挤出机壳体孔内壁处的挤出物交换(否则挤出物的脱气率很低)，并且实现良好的混合效果和分散效果。
良好的混合效果是良好脱气的必要条件，因为脱气主要从挤出物的表面进行，新鲜的、未脱气的挤出物必须输送至表面才能被进一步脱气。此外，脱气后的挤出物还应尽可能均匀，这需要有均匀的能量输入且还要避免局部过热。
如本领域的技术人员所了解的并且如例如在[1]的第475页至478页解释的那样，在壳体孔内壁附近的齿顶区域中存在有利于分散的特别高的剪切应力。这在分散用作填充剂或增强材料的固体团聚体时特别重要，其中分散用作填充剂或增强材料的固体团聚体也是挤出机的另一个基本操作。因此，本领域的技术人员所了解的是经常更换被剪切的材料也有利于分散效果。然而，在[1]的第478页中只提到用降低产量来作为改善分散效果的方法，出于经济效益原因，这种方法不受欢迎。
因此，本发明的目的是确保挤出机中挤出物的良好脱气，同时通过低能量输入避免挤出物受损。本发明的另一个目的是另外地确保良好分散。
具体来说，本发明的目的是提供一对螺杆元件，所述一对螺杆元件确保了挤出机中的挤出物被良好脱气，同时防止所述挤出物受损。所述一对螺杆元件还应实现良好的分散效果和良好的混合效果。由于所述一对螺杆元件能够在确保不影响挤出物脱气的情况下减少对挤出物的能量输入，因此优选地避免了挤出物受损。
令人惊讶的是，所述目的能够通过具有独立权利要求所述的特征的多轴螺杆机来实现。
所述目的还能够通过权利要求12所述的方法来实现。
在本发明中，适用以下内容：
螺杆轮廓是封闭的凸曲线。螺杆轮廓包括几条不同曲线，根据所述几条不同曲线的几何特性，被称为“齿顶”、“翼部”或“凹槽”。
螺杆轮廓每个点的曲率半径都小于或等于中心距，大于或等于零。曲率半径为零等同于螺杆轮廓中的扭折。
扭折是螺杆轮廓上的点，从该点开始有以下参数表达式
其中在以弧长l为参数的参数值lk的情况下，函数x(l)和y(l)的左侧极限值和右侧极限值重合(这与曲线在这个点处闭合的性质一致)，即
并且基于弧长l的曲线导数的方向向量不指向同一方向，即它们的向量积不消失：
在作为螺杆轮廓一部分的两个圆弧不能沿切线方向彼此汇合的情况下，扭折位于所述两个圆弧的交点处。也可以将扭折视为是带有中点的圆弧，其中所述中点等于两个圆弧的交点，半径为零；实施例中所示的扭折便是如此。
曲线是长度大于0但没有宽度的不间断线，其中曲线的第一端点和第二端点不是同一个点；也就是说，第一端点和第二端点不重合。
曲线可以包括有限多个曲线区段，其中第一曲线区段与第二曲线区段具有公共接触点，所述第二曲线区段与第一曲线区段直接相邻。
然而，曲线也可以仅包括一个曲线区段。
曲线可仅具有有限数量的扭折，根据定义，所述曲线的扭折仅能位于曲线上两个直接相邻曲线区段的公共接触点上。扭折还能够位于两个直接相邻曲线之间的公共接触点处。
曲线区段是曲线的一段，其中曲线区段的第一端点和第二端点不是同一个点，也就是说，第一端点和第二端点不重合。
曲线区段优选地选自包括以下成员的组：圆弧、椭圆弧、抛物线弧、或样条或样条的一部分，对圆弧、椭圆弧或抛物线弧、或样条或样条的一部分应用根据[1]的第117至121页所述的纵向截面等距计算规则所得到的结果，对圆弧、椭圆弧或抛物线弧、或样条或样条的一部分应用空间等距计算规则所得到的结果，或对圆弧、椭圆弧、抛物线弧、或样条或样条的一部分应用圆周等距计算规则所得到的结果。
对曲线区段来说，它是一条能用它的弧长l的参数表达式来表示的线：
其中，xk,l(l)和yk,l(l)是解析函数，x和y是平面内的线的坐标，因此能以无穷幂级数表示，是连续的，可以微分任意多次，并且因此没有扭折。
区段可以是曲线区段或是扭折。
封闭凸曲线是长度大于0但没有宽度的不间断线，包括一条或多条曲线，其中每条曲线包括一个或多个曲线区段。所述封闭凸曲线不具有明显的起点和终点。从曲线上的任意点出发，围绕曲线将各个曲线区段的长度相加就可以得到曲线的长度。封闭凸曲线的每个切线都在曲线所包围的区域之外。
由于螺杆轮廓的所有曲线段都位于一个平面内，因此封闭曲线(即螺杆轮廓)将该平面的面积分为封闭曲线内的面积和封闭曲线外的面积。
圆弧是指该圆弧上的所有点距公共圆心点的距离(称为半径)相同的曲线区段。弧线的起点和终点不是同一个点。
只有当圆弧的所有点具有相同的圆心和半径，并且该圆弧的各个点构成不间断的曲线区段时，这个圆弧才被认为是真正的圆弧；换句话说，有公共接触点的两条直接相邻的圆弧，只有当它们具有不同的圆心或不同的半径时，它们才被认为是两条圆弧。根据本发明，只使用圆心角小于π的圆弧。
圆弧i的特征在于，其圆心坐标xmi和ym，半径ri，起始角βa,i以及圆心角αi，其中公式(10)中的角度β的有效值在βa,i和以下公式之间
βe,i＝βa,i+αi (18)。
螺杆轮廓的旋转中心P是螺杆元件的旋转轴线X与和这个旋转轴线成直角的横截面的交点。螺杆轮廓的旋转中心P(在下文中也称为枢轴点P或枢轴点)还与壳体孔的孔中心M重合，其中对应螺杆元件位于所述壳体孔，或者其中对应螺杆元件针对所述壳体孔设计。
相对于螺杆轮廓来说，枢轴点P是作为螺杆元件的横截面图像的螺杆轮廓所围绕旋转的点。
齿顶是螺杆轮廓的这样的曲线，其中这个曲线的所有点(除了与紧邻所述齿顶的两个曲线区段的接触点)距枢轴点P的距离均大于紧邻所述齿顶的两个曲线区段距枢轴点P的距离。根据本发明，形成齿顶的曲线正是以螺杆轮廓的枢轴点P为中心的圆弧曲线的曲线区段。
根据本发明，螺杆轮廓的所有齿顶中的每个优选地都由单个圆弧形成，其中每个所述圆弧都以螺杆轮廓的枢轴点P为中心。
齿顶半径是对应齿顶距螺杆轮廓的枢轴点P的距离。
凹槽是螺杆轮廓的这样的曲线，其中这个曲线的所有点(除了与紧邻所述凹槽的两个曲线区段的接触点)距枢轴点P的距离均小于紧邻所述凹槽的两个曲线区段距枢轴点P的距离。
根据本发明，形成凹槽的曲线正是以螺杆轮廓的枢轴点P为中心的圆弧曲线的曲线区段。
根据本发明，螺杆轮廓的所有凹槽中的每个优选地都由单个圆弧形成，其中每个所述圆弧都以螺杆轮廓的枢轴点P为中心。
翼部是螺杆轮廓的在齿顶和凹槽之间向旋转中心P凸出的曲线，，其中这个翼部与齿顶有公共接触点，并且与凹槽有公共接触点。
翼部可以是单个曲线区段，或者可以包括多个曲线区段。翼部的每个点的曲率半径小于或等于(优选地小于)中心距A。
根据本发明，斜坡的曲线区段所依据的数学表达式优选选自包括以下成员的数学表达式组：圆弧，对曲率半径小于中心距A或等于中心距A的圆弧应用根据[1]的第117页至121页的纵向截面等距计算规则所得到的结果，对曲率半径小于中心距A或等于中心距A的圆弧应用空间等距计算规则所得到的结果，以及对曲率半径小于中心距A或等于中心距A的圆弧应用圆等距计算规则所得到的结果，其中上文所述的中心距A是仅包括圆弧的精确刮擦的螺杆轮廓的中心距。
根据本发明的一对螺杆元件的部件或相关螺杆轮廓可以使用诸如n、m、或i等索引符号，或者用自然数编号，以便在这些部件多次出现的情况下，区分这些部件。
此外，在本发明的背景下还适用以下内容：
表1：表示螺杆轮廓的参数
本说明书至此为止解释了如何为某个变量“选定”值，例如选定：螺距T、螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ、螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s、或附加间隙SP，但如果要使得从一对螺杆元件获得螺杆轮廓如预期使用，这些变量就不能被随意赋值。知晓挤出机螺杆元件设计技术的人员可以根据例如加工温度下挤出物的粘度、挤出机的预期填充水平、对挤出物的能量输入的预期或者轴的转速，估算或使用CFD模拟来确定应为给定的挤出机的这些变量赋予的合理值。具体来说，如果这个值通过估算获得，则通常需要通过模拟来确认这个值或者需要更精确地确定这个值；上述操作通常要反复执行。
通过选择附加间隙SP，能够调整混合效果以及在壳体内壁处的物质传递。最大剪切力能够通过适当地选择δ和齿顶角来设定，因此齿顶和壳体之间的最大剪切力作用的长度可通过使用f来设定。
(1)在本发明的第一实施方案中，所述目标具体通过以下方式实现：
适用于多轴螺杆机的一对螺杆元件，具有：
以相同的方向和相同速度旋转的m个螺杆轴SW1至SWm，所述m个螺杆轴SW1至SWm的对应相邻旋转轴线X1至Xm在与所述旋转轴线成直角的横截面上具有中心距A，
以及
m个彼此贯通的圆形壳体孔，其中每个所述圆形壳体孔具有相同的壳体孔内直径D，所述圆形壳体孔的孔中心M1至Mm之间的距离与所述中心距A相同，所述圆形壳体孔的孔中心M1至Mm与所述螺杆轴SW1至SWm的对应旋转轴线X1至Xm重合，并且与所述螺杆元件的旋转中心P1至Pm重合，
其中所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件在直接相邻的螺杆轴上彼此相对，
其中所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件彼此刮擦，且螺杆元件和螺杆元件之间的间隙为s,
其中所述两个螺杆元件具有不对称的螺杆轮廓，
其中所述两个螺杆元件中的每个具有两个齿顶，
其中对于所述两个螺杆元件中的每个来说，其两个齿顶距所述螺杆轮廓的对应旋转中心P的距离不相同，
其中，在每种情况下，其中一个齿顶距所述对应旋转中心P的距离是D/2减去螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，再减去附加间隙SP，而另一个齿顶距所述对应旋转中心P的距离是D/2减去螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，但不再减去附加间隙SP，
其中所述两个螺杆元件的螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ相同，并且所述两个螺杆元件的附加间隙SP相同，
其中，所述两个螺杆元件的齿顶角之和BKW在弧度制下大于0
以及
对于系数f有
f＝BKW/BKGW (19)
对于系数f来说，系数f大于0且小于或等于0.95，
其中，BKW是所述两个螺杆元件弧度制下的齿顶角之和，BKGW被确定为：
螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ相等或附加间隙SP相等会产生能量输入均匀的优点。
(2)f优选地大于或等于0.1并且小于或等于0.8，f特别优选地大于或等于0.2并且小于或等于0.6。
本发明的这个优选实施方案是根据上文所述的第一实施方案的第二实施方案。
(3)优选地，所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件之间的螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s与所述壳体孔内直径D的比值为0.002至0.05，优选地为0.003至0.03，特别优选地为0.005至0.02。
本发明的这个优选实施方案是根据上文所述的第一实施方案或第二实施方案的第三实施方案。
(4)更优选的是，所述螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ与所述壳体孔内直径D的比值为0.002至0.05，优选地为0.003至0.03，特别优选地为0.005至0.02。本发明的方法的这个特别优选实施方案是根据上文所述的实施方案中的一个的第四实施方案。
(5)在此更优选的是，所述附加间隙SP与对应的螺杆元件的螺槽深度GT的比值为0.015至0.4，优选地为0.02至0.3，特别优选地为0.025至0.25。
本发明的特别优选实施方案是根据上文所述的实施方案中的一个的第五实施方案。
(6)更优选地，具有所述螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，但不具有相对于所述壳体孔内壁的所述附加间隙SP的所述一对螺杆元件的齿顶的齿顶角相同。
本发明的这个更优选的实施方案代表了根据上文所述的实施方案中的一个的第六实施方案。
(7)还更优选地，具有螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ以及相对于所述壳体孔内壁的附加间隙SP的所述一对螺杆元件的齿顶的齿顶角相同。
本发明的这个更优选的实施方案代表了根据上文所述的实施方案中的一个的第七实施方案。
(8)另外优选的是，对于所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件来说，具有所述螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ以及附加间隙SP的所述一对螺杆元件的螺杆元件齿顶的齿顶角，大于具有所述螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ但不具有附加间隙SP的所述一对螺杆元件的螺杆元件齿顶的齿顶角。
本发明的这个附加的优选实施方案代表了根据上文所述的实施方案中的一个的第八实施方案。
(9)非常特别优选地，所述一对螺杆元件的螺杆轮廓不一致，其中两个螺杆元件的螺杆轮廓能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。
本发明的这个非常特别优选的实施方案是根据上文所述的第一实施方案至第八实施方案中的一个的第九实施方案。
所述的两个螺杆元件的螺杆轮廓能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合的事实意味着输入到所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件中的每个的能量相同。这一点已被证明是有利的，因为当本发明的一对螺杆元件如预期使用时，这能防止挤出物局部过热。
(10)还优选的是，所述一对螺杆元件的两个螺杆轮廓中的每个具有恰好两个(2)凹槽和恰好四个(4)翼部。
本发明的这个非常特别优选的实施方案是根据上文所述的第一实施方案之一的第十实施方案。
(11)还优选的是，所述一对螺杆元件的两个螺杆轮廓具有恰好四个(4)凹槽和恰好八个(8)翼部。
本发明的这个特别优选的实施方案代表了根据上文所述的第十实施方案之一的第十一实施方案。
根据本发明的一对螺杆元件能够实施为一对输送元件，或者能够作为一对捏合盘；根据本发明优选地，体现为一对输送元件。
本发明还涉及多轴螺杆机，所述多轴螺杆机包括根据本发明的一对螺杆元件。
本发明还涉及在多轴螺杆机中使用根据本发明的一对螺杆元件来生产或加工挤出物的方法。所述挤出物优选地是塑性或粘弹性物质，特别优选地是聚合物熔体，尤其是热塑性塑料或弹性体的熔体，具体来说是聚碳酸酯或聚酯碳酸酯或热塑性聚氨酯或橡胶的熔体。该方法优选地包括以下步骤：
(1)提供多轴螺杆机，所述多轴螺杆机包括根据本发明的一对螺杆元件；
(2)生产或加工挤出物。
本发明还涉及从根据现有技术的精确刮擦螺杆轮廓开始生产本发明所述一对螺杆元件的螺杆轮廓的方法。
根据本发明的一对螺杆元件的螺杆轮廓可以，例如，如下文所述，用中心距为A并且壳体孔内直径为D的现有挤压机为起点来生产，其中两个螺杆元件中的每个具有恰好两个齿顶，并且一对螺杆元件中的两个螺杆元件被指定为左螺杆元件和右螺杆元件，在公式符号中分别用下标l和r表示。
为了计算用于生成根据本发明的一对螺杆元件的螺杆轮廓的螺杆元件的值，要同时使用彼此精确刮擦的一对螺杆元件的变量值和彼此实际上刮擦的一对螺杆元件的变量值，其中彼此实际上刮擦的一对螺杆元件的变量值取决于彼此精确刮擦的一对螺杆元件的变量值，并且能够根据表1计算得出。
(I)步骤一，选定适用于要执行的螺杆元件的螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s的值以及螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ的值。
(II)步骤二，根据以下公式确定精确刮擦的螺杆轮廓的外半径RE的值：
RE＝DE/2 (21)
其中
DE＝D-2δ+s (22)。
(III)步骤三，根据以下公式确定精确刮擦的螺杆轮廓的内半径RI的值：
(IV)步骤四，根据以下公式确定技术上可执行/可正确使用的螺杆元件的外半径RA：
RA＝D/2-δ (24)。
(V)步骤五，根据以下公式确定技术上可执行/可正确使用的螺杆元件的内半径RK：
RK＝A–D/2+δ-s (25)。
(VI)步骤六，使用以下公式计算技术上可执行/可正确使用的螺杆元件的螺槽深度：
GT＝RA-RK (26)。
(VII)步骤七，为技术上可执行/可正确使用的螺杆元件的附加间隙SP选定值，其中使SP<GT/2始终为真。
步骤(II)至(V)可以以任意顺序执行。
(VIII)步骤八，根据公式(4)或(27)，确定一对精确刮擦的螺杆元件中的两个螺杆元件中的每个对应螺杆元件的齿顶角初始之和SKW0：
(IX)步骤九，根据以下公式计算一对精确刮擦的螺杆元件的齿顶角之和BSKW0
BSKW0＝2g SKW0 (28)
其中选定系数g，g大于0.1且小于0.95，优选地大于0.15且小于0.8，特别优选地大于0.2且小于0.6。
(X)步骤十，对于彼此精确刮擦的一对螺杆元件，左侧螺杆元件的精确刮擦的轮廓的齿顶角KW0l,δ和右侧螺杆元件的齿顶角KW0r,δ是针对对应螺杆元件的齿顶而确定的，在每种情况下，所述齿顶具有相对于壳体孔内壁的螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ(在公式符号中用下角标δ标出)、但不具有附加间隙SP，具体来说，这些齿顶的齿顶角之和适用于以下公式：
KW0l,δ+KW0r,δ<BSKW0 (29)
优选地
并且特别优选地
其中所有齿顶角都大于0。
(XI)步骤十一，对于彼此精确刮擦的一对螺杆元件，左侧螺杆元件的螺杆轮廓的齿顶角KW0l,δ+SPO和右侧螺杆元件的齿顶角KW0r,δ+SP是针对对应螺杆元件的齿顶而确定的，在每种情况下，所述齿顶具有螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ以及间隙SP，即δ+SP(在公式符号中用下角标δ+SP标出)，具体来说，这些齿顶的齿顶角之和适用于以下公式：
KW0l,δ+SP+KW0r,δ+SP＝BSKW0-(KW0l,δ+KW0r,δ) (32)
并且优选地
KW0l,δ+SP+KW0r,δ+SP＝2KW0δ+SP＝BSKW0-(KW0l,δ+KW0r,δ) (33)。
(XII)步骤十二，第一螺杆元件(在此被选定为作为左侧螺杆元件，或者也可以被选定为作为右侧螺杆元件)的螺杆轮廓，被用于构建精确刮擦的一对螺杆元件且构成下文所述的曲线。这些曲线沿下文指定的旋转方向直接相连，其中所述旋转方向在数学上可以为正或负，所述曲线在各自的端点处彼此汇合。所述第一螺杆元件的这个螺杆轮廓代表母螺杆轮廓。
-圆弧，半径为RE，角度为KW0l,δ，中心是所述螺杆轮廓的旋转中心P，其中该圆弧是第一齿顶；
-第一翼部[翼部1]；
-圆弧，半径为RI，角度为KW0r,δ，中心是所述螺杆轮廓的旋转中心P，其中该圆弧是第一凹槽；
-第二翼部[翼部2]；
-圆弧，半径为RE-SP，角度为KW0l,δ+SP，中心是所述螺杆轮廓的旋转中心P，其中该圆弧是第二齿顶；
-第三翼部[翼部3]；
-圆弧，半径为RI+SP，角度为KW0r,δ+SP，中心是所述螺杆轮廓的旋转中心P，其中该圆弧是第二凹槽；
-第四翼部[翼部4]，用于封闭所述第二凹槽和所述第一齿顶之间的轮廓。
(XIII)步骤十三，第二螺杆元件(在此被选定为作为右侧螺杆元件)的螺杆轮廓用于构建精确刮擦的一对螺杆元件。为此，左侧螺杆元件的枢轴点设置在坐标x＝0并且y＝0处，右侧螺杆元件的枢轴点设置在坐标x＝A并且y＝0处。左侧螺杆元件的螺杆轮廓被几何地分解为其曲线区段和(如果存在的话)扭折i＝1..n。然后，右侧螺杆元件的精确刮擦螺杆轮廓由与所述左侧螺杆元件的螺杆轮廓相应的曲线段和(如果有的话)扭折构成，所述扭折称为i‘＝1..n。
对于曲线区段i，在参数表达式中有
对于pa,i≤p≤pe,i，分析函数xi(p)和yi(p)的导数在相同值下不为零，在没有一般性限制的前提下，随着p的增加从数学上正指向的意义来说围绕枢轴点旋绕，归一化法向量形成如下
其中，符号被选定为使得法向量指向轮廓外，远离枢轴点。
每个曲线区段都具有起始角βa,i和终止角βe,i。当p＝pa时，所述起始角满足以下条件
当p＝pa时，法向量的分量的终止角有
其中βe,i>βa,i并且βe,i<βa,i+π。
左侧螺杆上的曲线区段i与右侧螺杆上的曲线区段i′相对应，坐标表达式如下
在一个优选实施方案中，曲线区段i代表有以下参数表达式的圆弧
当βa,i≤β≤βe,i时，则有归一化法向量如下
以及相应圆弧的表达式是
其中ri′＝A-ri、xmi′＝xmi+A以及ymi′＝ymi以及(如上文所述的)βa,i≤β≤βe,i。
如果曲线区段代表ri＝A的圆，那么ri′＝0，并且相应区段是扭折。
如果区段i代表带有坐标的扭折，则其对应于具有半径的圆弧，所述圆弧的表达式可以从上文所述方程得出，其中ri′＝A。
在一个优选的实施例中，根据本发明的螺杆元件的螺杆轮廓通过使用增加中心距、圆等距、纵向等距或空间等距从精确刮擦的螺杆轮廓衍生而来，
其中，两个螺杆元件的齿顶的齿顶角之和BKW在弧度制下大于0，并且对于系数f有
f＝BKW/BKGW (42)
对于系数f来说，系数f大于0且小于或等于0.95，
其中，BKW是所述两个螺杆元件弧度制下的齿顶角之和，BKGW被确定为：
在另一个优选实施方案中，根据本发明的螺杆元件的螺杆轮廓所包括的曲线区段选自数学公式组，其中所述数学公式组包括以下成员：圆弧、椭圆弧、抛物线弧、样条或样条的一部分，对圆弧、椭圆弧、抛物线弧、样条或样条的一部分应用根据[1]的第117页至121页的纵向截面等距计算规则所得到的结果，对圆弧、椭圆弧、抛物线弧、样条或样条的一部分应用空间等距计算规则所得到的结果，或对圆弧、椭圆弧、抛物线弧、样条或样条的一部分应用圆等距计算规则所得到的结果。
在另一个优选的实施方案中，根据本发明的至少两对螺杆元件在多轴螺杆机中一前一后直接地轴向布置。例如，PCT/EP2021/078863原则上示出了这种布置，其中PCT/EP2021/078863具体地描述了彼此精确清洁的成对螺杆元件，而本发明则涉及实际刮擦的螺杆元件。
图1示出了实施例2中左侧螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓，以说明几何尺寸。
下面将参照实施例阐明本发明，但无意将本发明局限于这些实施例中。
实施例1(比较例-无创新性)
无创造性的实施例1是根据EP0002131A1的图5(A)和图5(B)的相互实际刮擦的一对螺杆元件，其中T/D＝1.2、 并且其中空间等距计算规则附加地应用于根据EP0002131A1的图5(A)或图5(B)的螺杆轮廓。螺杆元件的螺杆轮廓不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。
左侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括节段i＝1至12，所述节段是圆弧或扭折。表2给出了圆弧、起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的y坐标。实际刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧1和7。可以用值来识别扭折。
表2：实施例1中的左侧螺杆轮廓的精确刮擦轮廓的圆弧
右侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括节段i＝1’至12’，所述节段是圆弧或扭折。表3示出了起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的y坐标。实际刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧4’和10’。可以用值来识别扭折。
表3：实施例1中的右侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓的圆弧
这对螺杆元件的两个精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶角之和为BKW0＝1.72356弧度(98.75°)。
根据实施例1的一对螺杆元件的技术上可执行的、实际刮擦的螺杆元件的螺杆轮廓衍生自精确刮擦的螺杆轮廓，不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。单个螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓的齿顶角之后为0.73115弧度(41.89度)。在弧度制下所述一对螺杆元件的螺杆轮廓的齿顶角之和BKW＝1.462(83.78°)。
根据公式(2)计算得出的所述一对螺杆元件的齿顶角之和的极限值为BKGW＝1.444(82.71°)。因此，BKW＞BKGW，其比率因此这对螺杆元件不符合本发明。
图2示出了两个螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓，以及对应的精确刮擦的螺杆轮廓，其中实际刮擦的螺杆轮廓从所述精确刮擦的螺杆轮廓衍生而来。表4示出了根据公式(13)的左侧螺杆元件在平面上螺杆轮廓，即，从左侧螺杆元件的旋转中心P1开始，半径关于角度γl的函数。半径之间的角间距为两度，但在向齿顶区域或凹槽区域过渡的过程中，会有额外的点给出。表5示出了从右侧螺杆元件的旋转中心P2开始的右侧螺杆元件的螺杆轮廓相应坐标；图3示出了不根据本发明的一对螺杆元件的平面视图。
表4：实施例1中无创新性螺杆元件对的左侧螺杆元件的螺杆轮廓
表5：实施例1中无创新性螺杆元件对的右侧螺杆元件的螺杆轮廓实施例2(创新性)
根据本发明的实施例2是两个相互实际刮擦的一对螺杆元件，其中T/D＝1.2、并且即变量的值与实施例1中的相应变量相同，其中附加地应用了空间等距计算规则。所述螺杆元件的螺纹轮廓不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。
左侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括节段i＝1至20，所述节段是圆弧或扭折。表6给出了圆弧、起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的y坐标。精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧1和11。可以用值来识别扭折。
右侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括圆弧i＝1’至20’，所述圆弧是圆弧或扭折。表7给出了圆弧、起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的y坐标。实际刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧6’和16’。所述一对螺杆元件的两个精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶角之和为BKW0＝0.8784弧度(50.32°)。
表6：实施例2中的左侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓的圆弧
表7：实施例2中的右侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓的圆弧
根据实施例2的一对螺杆元件的技术上可执行的、实际刮擦的螺杆元件的螺杆轮廓衍生自精确刮擦的螺杆轮廓，不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。单个螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓的齿顶角之后为0.3384弧度(19.30°)。所述一对螺杆元件的螺杆轮廓的齿顶角之和为BKW＝0.6769弧度(38.78°)。根据公式(2)计算得出的(如实施例1所示的)一对螺杆元件的齿顶角之和的极限值为BKGW＝1.444弧度(82.71°)。因此BKW＜BKGW，其比率该螺杆元件对有创新性。
图4示出了根据本发明的一对螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓，以及对应的精确刮擦的螺杆轮廓，其中实际刮擦的螺杆轮廓从所述精确刮擦的螺杆轮廓衍生而来。表8示出了根据公式(5)的左侧螺杆元件在平面上的螺杆轮廓，即，从左侧螺杆元件的旋转中心P1开始，半径关于角度γl的函数。半径之间的角间距为两度，但在向齿顶区域或凹槽区域过渡的过程中，会有额外的点给出。表9示出了右侧螺杆元件的螺杆轮廓相应坐标；图5示出了根据本发明的一对螺杆元件的平面视图。
表8：实施例2中创新性螺杆元件对的左侧螺杆元件的螺杆轮廓
表9：实施例2中创新性螺杆元件对的右侧螺杆元件的螺杆轮廓实施例3(创新性)
实施例3是根据本发明的两个相互实际刮擦的一对螺杆元件，其中并且其中附加地应用有空间等距计算规则。螺杆元件的螺杆轮廓不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。
左侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括节段i＝1至20，所述节段是圆弧或扭折。表10给出了圆弧、起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的y坐标。精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧1和11。可以用值来识别扭折。实际刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧1和11。
表10：实施例3中的左侧螺杆轮廓的精确刮擦轮廓的圆弧
右侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括圆弧1’至20’，它们是圆弧或扭折。表11给出了圆弧、起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的y坐标。精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧6’和16’。两个精确刮擦轮廓的齿顶角之和为BKW0＝0.7716弧度(44.21°)。
表11：实施例3中的右侧螺杆轮廓的精确刮擦轮廓的圆弧
根据实施例3的创新性的一对螺杆元件的技术上可执行的、实际刮擦的螺杆元件的螺杆轮廓衍生自精确刮擦的螺杆轮廓，同样是不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。左螺杆轮廓和右螺杆轮廓的齿顶角之和为0.3464弧度(20.89°)；因此，这对螺杆元件的齿顶角之和为BKW＝0.6928(41.78°)。
根据公式(2)计算得出的一对螺杆元件的齿顶角之和的极限值为BKGW＝1.848弧度(105.86°)。因此BKW＜BKGW，其比率 该螺杆元件对有创新性。
图6示出了根据本发明的一对螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓，以及对应的精确刮擦的螺杆轮廓，其中实际刮擦的螺杆轮廓从所述精确刮擦的螺杆轮廓衍生而来。表12示出了根据公式(5)的左侧螺杆元件的螺杆轮廓，即，从左侧螺杆轮廓的旋转中心P1开始，半径关于角度γl的函数。半径之间的角间距为两度，除了在向齿顶或凹槽区域过渡处，会有额外的点给出。表13示出了右侧螺杆轮廓的螺杆轮廓相应坐标；图7示出了根据本发明的一对螺杆元件的平面视图。
表12：实施例3中创新性螺杆元件对的左侧螺杆元件的螺杆轮廓
表13：实施例3中创新性螺杆元件对的右侧螺杆元件的螺杆轮廓实施例4(创新性)
实施例4是根据本发明的两个相互实际刮擦的一对螺杆元件，其中A/D＝0.84、T/D＝0.75、δ/d＝0.005并且s/D＝0.01，其中附加地执行空间等距计算规则。螺杆元件的螺杆轮廓不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。
左螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括节段i＝1至20，所述节段是圆弧或扭折。表14给出了圆弧、起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于左侧螺杆轮廓的枢轴点P1的y坐标。精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧1和11。可以用值来识别扭折。
表14：实施例4中的左侧螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓的圆弧
右侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓包括圆弧i＝1’至20’，它们是圆弧或扭折。表15给出了圆弧、起始角、终止角、相对于壳体孔内直径D的圆弧半径、相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的x坐标、以及相对于壳体孔内直径D的圆弧i的中心相对于右侧螺杆轮廓的枢轴点P2的y坐标。精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶是圆弧6’和16’。
一对螺杆元件的两个精确刮擦的螺杆轮廓的齿顶角之和为BKW0＝0.69814弧度(40°)。
表15：实施例4中的右侧螺杆元件的精确刮擦的螺杆轮廓的圆弧
根据实施例4的创新性螺杆元件对的技术上可执行的、实际刮擦的螺杆元件的螺杆轮廓衍生自精确刮擦的螺杆轮廓，同样是不对称、不一致、但能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。左螺杆轮廓和右螺杆轮廓的齿顶角之和为0.25885弧度(14.83°)；因此，这对螺杆元件的齿顶角之和为BKW＝0.51766(29.66°)。
根据公式(2)计算得出的一对螺杆元件的齿顶角之和的极限值为BKGW＝1.5703弧度(89.97°)。因此BKW＜BKGW，其比率 该螺杆元件对有创新性。
图8示出了根据本发明的一对螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓，以及对应的精确刮擦的螺杆轮廓，其中实际刮擦的螺杆轮廓从所述精确刮擦的螺杆轮廓衍生而来。图9示出了根据本发明的一对螺杆元件的平面视图。
表16示出了根据公式(5)的左侧螺杆元件的螺杆轮廓，即，从左侧螺杆轮廓的旋转中心P1开始，半径关于角度γl的函数。半径之间的角间距为两度，除了在向齿顶或凹槽区域过渡处，会有额外的点给出。
表17示出了右侧螺杆轮廓的螺杆轮廓相应坐标。
表16：实施例4中创新性螺杆元件对的左侧螺杆元件的螺杆轮廓
表17：实施例4中创新性螺杆元件对的右侧螺杆元件的螺杆轮廓
附图说明和参考标记列表：
图1
实施例2中的左侧螺杆元件的实际刮擦的螺杆轮廓
1.1壳体孔的左部分的壳体孔内壁轮廓；
1.2螺槽深度GT；
1.3壳体孔内直径D；
1.4左侧螺杆元件的齿顶角，具有螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，但不具有附加间隙SP：KWl,δ；
1.5螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ；
1.6螺槽深度减去附加间隙：GT-SP；
1.7螺杆元件和壳体壁之间间隙加上附加间隙：δ+SP；
1.8左侧螺杆元件的齿顶角，具有螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ以及附加间隙SP：KWl,δ+SP；
1.9旋转中心P。
图2
实施例1中的不根据本发明的一对螺杆元件的螺杆轮廓
2.1壳体孔内壁轮廓；
2.2左侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
2.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
2.4右侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
2.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。
图3
实施例1中的不根据本发明的一对螺杆元件的平面视图
3.1壳体孔内壁轮廓；
3.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
3.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。
图4
实施例2中的根据本发明的一对螺杆元件的螺杆轮廓
4.1壳体孔内壁轮廓；
4.2左侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
4.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
4.4右侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
4.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。
图5
实施例2中的根据本发明的一对螺杆元件的平面视图
5.1壳体孔内壁轮廓；
5.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
5.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。
图6
实施例3中的根据本发明的一对螺杆元件的螺杆轮廓
6.1壳体孔内壁轮廓；
6.2左侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
6.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
6.4右侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
6.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。
图7
实施例3中的根据本发明的一对螺杆元件的平面视图
7.1壳体孔内壁轮廓；
7.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
7.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。
图8
实施例4中的根据本发明的一对螺杆元件的螺杆轮廓
8.1壳体孔内壁轮廓；
8.2左侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
8.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
8.4右侧螺杆元件轮廓，精确刮擦；
8.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。
图9
实施例4中的根据本发明的一对螺杆元件的平面视图
9.1壳体孔内壁轮廓；
9.3左侧螺杆元件轮廓，实际刮擦；
9.5右侧螺杆元件轮廓，实际刮擦。

Claims (12)

1.一种具有一对螺杆元件的多轴螺杆机，具有：
以相同的方向和相同速度旋转的m个螺杆轴SW1至SWm，所述螺杆轴的对应相邻旋转轴线X1至Xm在与所述旋转轴线成直角的横截面上具有中心距A，
以及
m个彼此贯通的圆形壳体孔，其中每个圆形壳体孔具有相同的壳体孔内直径D，所述圆形壳体孔的孔中心M1至Mm之间的距离与所述中心距A相同，所述圆形壳体孔的孔中心M1至Mm与所述螺杆轴SW1至SWm的对应旋转轴线X1至Xm重合，并且与所述螺杆元件的旋转中心P1至Pm重合，
其中所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件在直接相邻的螺杆轴上彼此相对，
所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件彼此刮擦，且螺杆元件和螺杆元件之间的间隙为s,
其中所述两个螺杆元件都具有不对称的螺杆轮廓，
其中所述两个螺杆元件中的每个螺杆元件具有两个齿顶，
其中对于所述两个螺杆元件中的每个螺杆元件来说，该螺杆元件的两个齿顶距所述螺杆轮廓的对应旋转中心P的距离不相同，
其中在每种情况下，一个齿顶距所述对应旋转中心P的距离是D/2减去螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，再减去附加间隙SP，而另一个齿顶距所述对应旋转中心P的距离是D/2减去螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ，但不再减去附加间隙SP，
其中所述两个螺杆元件的螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ相同，并且所述两个螺杆元件的附加间隙SP相同，
其特征在于，所述两个螺杆元件的齿顶的齿顶角之和BKW在弧度制下大于0
以及
对于系数f有
f＝BKW/BKGW (44)
对于系数f来说为，系数f大于0且小于或等于0.95，
其中，BKW是所述两个螺杆元件弧度制下的齿顶角之和，BKGW被确定为：
上述参数的定义与说明书一致。
2.根据权利要求1所述的多轴螺杆机，f大于或等于0.1并且小于或等于0.8，f特别优选地大于或等于0.2并且小于或等于0.6。
3.根据权利要求1或2所述的多轴螺杆机，所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件之间的螺杆元件和螺杆元件之间的间隙s与所述壳体孔内直径D的比值为0.002至0.05，优选地为0.003至0.03，特别优选地为0.005至0.02。
4.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，所述螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ与所述壳体孔内直径D的比值为0.002至0.05，优选地为0.003至0.03，特别优选地为0.005至0.02。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，所述附加间隙SP与对应的螺杆元件的螺槽深度GT的比值为0.015至0.4，优选地为0.02至0.3，特别优选地为0.025至0.25。
6.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，具有所述螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ、但不具有相对于所述壳体孔内壁的所述附加间隙SP的所述一对螺杆元件的齿顶的齿顶角相同。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，具有所述螺杆元件和壳体壁之间的间隙δ以及相对于所述壳体孔内壁的所述附加间隙SP的所述一对螺杆元件的齿顶的齿顶角相同。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，对于所述一对螺杆元件中的两个螺杆元件来说，具有所述螺杆元件和壳体内壁之间的间隙δ以及附加间隙SP的所述一对螺杆元件的螺杆元件齿顶的齿顶角，大于具有所述螺杆元件和壳体内壁之间的间隙δ但不具有附加间隙SP的所述一对螺杆元件的螺杆元件齿顶的齿顶角。
9.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，所述一对螺杆元件的螺杆轮廓不一致，所述两个螺杆元件的螺杆轮廓能够通过沿轴线镜像然后旋转它们来彼此汇合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，所述一对螺杆元件的两个螺杆轮廓中的每个螺杆轮廓具有恰好两个(2)凹槽和恰好四个(4)翼部。
11.根据前述权利要求中任一项所述的多轴螺杆机，所述一对螺杆元件的两个螺杆轮廓具有恰好四个(4)凹槽和恰好八个(8)翼部。
12.一种使用如权利要求1至11中任一项所述的多轴螺杆机生产或加工挤出物的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)提供所述多轴螺杆机；
(2)生产或加工所述挤出物。
CN202380033310.0A 2022-04-11 2023-04-05 包括具有降低能量输入的改进混合和脱气效果的一对螺杆元件的多轴螺杆机 Pending CN119156274A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22167637.2 2022-04-11
EP22167637 2022-04-11
PCT/EP2023/058951 WO2023198550A1 (de) 2022-04-11 2023-04-05 Mehrwellige schneckenmaschine mit einem paar schneckenelementen mit verbesserter misch- und entgasungswirkung bei reduziertem energieeintrag

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN119156274A true CN119156274A (zh) 2024-12-17

Family

ID=81307085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202380033310.0A Pending CN119156274A (zh) 2022-04-11 2023-04-05 包括具有降低能量输入的改进混合和脱气效果的一对螺杆元件的多轴螺杆机

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20250242533A1 (zh)
EP (1) EP4507871A1 (zh)
JP (1) JP2025511989A (zh)
KR (1) KR20250002202A (zh)
CN (1) CN119156274A (zh)
WO (1) WO2023198550A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7288378B2 (ja) * 2019-10-01 2023-06-07 株式会社日本製鋼所 樹脂用押出機、ロータ型スクリュ及び樹脂製造方法
ES3042349T3 (en) * 2020-10-22 2025-11-20 Covestro Deutschland Ag Extruder with a special arrangement of asymmetric screw elements on worm gears

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE862668C (de) 1944-07-07 1953-01-12 Bayer Ag Vorrichtung zum Verkneten, Gelatinieren und Verpressen von plastischen Massen
US4131371A (en) 1977-08-03 1978-12-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Co-rotating multiple screw processor
JPS5829733B2 (ja) 1977-11-19 1983-06-24 積水化学工業株式会社 押出機
IT1282578B1 (it) 1996-02-07 1998-03-31 Pomini Spa Procedimento e macchina per la mescolazione con laminazione in continuo di materiale termoplastico
DE19718292A1 (de) 1997-04-30 1998-11-05 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Mehrwellen-Schneckenmaschine, insbesondere Zwei-Wellen-Extruder
DE102008016862C5 (de) 2008-04-02 2019-12-19 Blach Verwaltungs Gmbh & Co. Kg Extruder
DE102008029305A1 (de) 2008-06-20 2009-12-24 Bayer Technology Services Gmbh Schneckenelemente mit reduziertem Kammwinkel
EP2255860A1 (de) 2009-05-30 2010-12-01 Bayer MaterialScience AG Vorrichtung und Verfahren zum Entgasen von lösungsmittelhaltigen Polycarbonatlösungen
US8783939B2 (en) 2009-07-16 2014-07-22 Blach Verwaltungs Gmbh & Co. Kg Extruder
JP5318709B2 (ja) * 2009-08-26 2013-10-16 ポリプラスチックス株式会社 スクリューエレメントピース及びスクリュー
CN104527025B (zh) 2014-12-29 2017-05-17 广东轻工职业技术学院 带有折流板的同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4507871A1 (de) 2025-02-19
KR20250002202A (ko) 2025-01-07
JP2025511989A (ja) 2025-04-16
US20250242533A1 (en) 2025-07-31
WO2023198550A1 (de) 2023-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102066084B (zh) 具有缩小顶锥角的单导程螺杆元件
JP5781533B2 (ja) 粘弾性複合材料の押出のためのスクリュー要素
CN119156274A (zh) 包括具有降低能量输入的改进混合和脱气效果的一对螺杆元件的多轴螺杆机
JP2025081725A (ja) 軸方向に非対称なスクリュー輪郭内に少なくとも２個の作図点を有するスクリュー輪郭を有するスクリュー要素
JP2019093724A (ja) 多軸スクリュー式機械用のスクリューエレメント
JP4317872B2 (ja) 連続混練装置及びこれを用いた混練システム
US20250196077A1 (en) Screw elements with improved mixing effect and pressure build-up
US20050048156A1 (en) Extruder
US20230390986A1 (en) Extruder comprising a particular arrangement of asymmetrical screw elements on screw shafts
CN120957858A (zh) 具有改进的混合效果和改进的热传递的螺杆元件及其用途
JPH1158369A (ja) 二軸連続混練機
CN119682170A (zh) 用于将固体、液体和气体分散在挤出机中的装置和方法
CN114450140B (zh) 在脱气口区域中包括具有特别高螺距的螺杆元件的挤出机及其用途
EP2374600A1 (en) Kneading disk with tapered crest surface

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination