Übertragung von Betriebspunkten gleichläufiger dichtkämmender Doppelschneckenextruder in Theorie und Praxis

Die Aufbereitung thermoplastischer Kunststoffe auf gleichläufigen dichtkämmenden Doppelschneckenextrudern ist ein wesentlicher Schritt bei der Herstellung von Kunststoffformmassen. Das Ziel liegt vorrangig in der optimalen Einmischung von Zuschlagstoffen in die Kunststoffmatrix, die aufgrund der komplexen Strömungsvorgänge und der sehr unterschiedlichen Materialeigenschaften nur mit einem produktspezifischen Aufbau des Extruders erfolgreich bewältigt werden kann. Die empirischen Versuche zur optimalen Maschinenkonfiguration finden aus Kostengründen zumeist auf kleinen Laborextrudern statt und müssen anschließend auf große Produktionsanlagen übertragen werden.

Während sich für die Hochrechnung im Einschneckenbereich Modellgesetze auf der Basis vollständiger energetischer Ähnlichkeit [Pot81] etabliert haben, spielen im Doppelschneckenbereich bislang Erfahrungswerte eine dominierende Rolle. Verantwortlich dafür sind geometrische Restriktionen. So ist bei dichtkämmenden Doppelschneckenextrudern die Gangtiefe durch den Schneckendurchmesser und den Achsabstand bereits festgelegt und damit eine Übertragung unter Einhaltung vollständiger energetischer Ähnlichkeit im Allgemeinen nicht möglich.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die im Doppelschneckenextruder ablaufenden Vorgänge erneut betrachtet und sowohl den besonderen geometrischen Gegebenheiten als auch den unterschiedlichen Anwendungsbereichen Rechnung getragen. Mit Hilfe dimensionsloser Kenngrößen wurden Regeln zur Übertragung von Betriebspunkten gebildet, die es dem Anwender erlauben, bestimmte für den jeweiligen Prozess relevante Parameter in Modell- und Hauptausführung konstant zu halten.