Müller, Michael: Durchsatz- und Leistungsbedarf im Feststoffförderbereich eines Nutbuchsenextruders in Abhängigkeit von Granulat- und Nutgeometrie

Abstract in German:

Einschneckenextruder dienen zur kontinuierlichen Herstellung von Folien und Halbzeugen aus Kunststoffen. Das zugeführte Granulat wird im Extruder gefördert, aufgeschmolzen und homogenisiert. Der Nutbuchsenextruder besteht im Gegensatz zum konventionellen Glattrohrextruder aus einer genuteten Einzugszone, um ein gegendruckunabhängiges Förderverhalten zu gewährleisten. In der Einzugszone des Nutbuchsenextruders entstehen Wechselwirkungen zwischen den Granulateigenschaften, der Nutgeometrie und der Schneckengeometrie die das Durchsatzverhalten beeinflussen. Diese Wechselwirkungen wurden in bisherigen Arbeiten unvollständig betrachtet. In der vorliegenden Arbeit wird ein Rinnenversuchsstand entwickelt, welcher eine kinematische und geometrische Vereinfachung des Schneckenkanals abbildet. Versuche mit dem Rinnenmodell ermöglichen eine Analyse der Wechselwirkungen im Einzugszonenbereich des Nutbuchsenextruders. Die Ergebnisse der Variation von Granulat, Kanalhöhe und Nutgeometrie werden diskutiert und ein mathematisches Modell unter Betrachtung der Haupteinflussfaktoren gewonnen. Zusätzlich wird ein Modell zur physikalischen und geometrischen Beschreibung des Granulatverhaltens im Schneckenkanal erstellt und eine Übertragbarkeit der Ergebnisse der Rinnenversuche auf die Einzugszone abgeleitet. Versuche am Einzugszonenprüfstand ermöglichen eine Verifizierung der Erkenntnisse aus den Rinnenversuchen. Die Resultate der Einzugszonenprüfstandsversuche dienen der Untersuchung und Erweiterung von vorhandenen Modellen zur Durchsatz- und Leistungsberechnung.