(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の並行した駆動シャフトを有する双軸押し出し機にして、
ａ）第１駆動シャフトと第２駆動シャフトに、端と端をつないで取り付けられた少なくとも２つのスクリューブッシュ（４１）を備え、
ｂ）各シャフトでの前記少なくとも２つのスクリューブッシュ（４１）がそれぞれ互いに同一のブッシュ（４１）であり、
ｃ）当該同一のブッシュ（４１）が当該ブッシュ（４１）の全長にわたって延びる唯一の螺旋状スクリュー要素（４２）を有し、
ｄ）当該スクリュー要素（４２）が外径（４７）と内径（４６）を有し、内径（４６）に対する外径（４７）の比率が１．５５であり、
ｅ）前記ブッシュ（４１）が環状部分（４８）と丸突出部（４９）とを有する横断面をもち、
ｇ）前記丸突出部（４９）が切頭の頂頭部（５０）を有し、
ｈ）当該頂頭部（５０）が、ブッシュ（４１）の中央（５０ｂ）から上記頂頭部（５０）の各縁までで測られた２２°〜２４°の角度（５０ａ）を有するような押し出し機において、
ｉ）前記端と端をつないで取り付けられた少なくとも２つのスクリューブッシュ（４１）が、前記第１駆動シャフトと前記第２駆動シャフトに連続する螺旋状のスクリュー要素を形成すること、
ｊ）第１駆動シャフトでの前記ブッシュ（４１）がその頂頭部の中央を通る第１中央線（５１）を有し、第２駆動シャフトでの前記ブッシュ（４１）がその頂頭部の中央を通る第２中央線（５２）を有すること、及び
ｋ）前記第１中央線（５１）と前記第２中央線（５２）とが互いに平行であること
を特徴とする押し出し機。
【請求項２】
各ブッシュ（４１）でのスクリュー要素（４２）が前記外径（４７）の０．５〜２倍のピッチを有するような請求項１に記載の押し出し機。
【請求項３】
外径が２５ｍｍ〜３８０ｍｍであるような請求項２に記載の押し出し機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双軸押し出し機（押し出し成形機）に関するもので、特に材料を搬送／混合するための双軸押し出し機でのスクリューブッシュ（軸受筒）、より詳しくは、単一の螺旋状に延びたスクリュー要素（軸要素）のみを有する一重羽根（シングルフライト）の付いた搬送／混合スクリューブッシュに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
双軸（ツインスクリュー）押し出し機のためのスクリュー搬送ブッシュはよく知られている。概して、スクリューブッシュは一般的に、ブッシュの長さで螺旋状に延びる２〜３つのスクリュー要素を有する２乃至３つの羽根の付いたブッシュである。スクリュー要素の頂頭部は一般に平坦である。これら従来技術のスクリューブッシュは、ツインスクリュー押し出し機に装着される際に並行してスクリュー要素の頂頭部が一般的に互いにかみ合うように製造される。標準的なスクリューブッシュの端壁は平坦な表面を有する。平坦な端壁表面は、環状の中央部分と、当該中央部分から互いに全く反対に延びる２つの円い突出部とを有する。
【０００３】
円い突出部の各々は切頭の頂頭部（クレスト）を有する。一般的に二つ以上のスクリューブッシュが、各々並行した双軸押し出し機駆動シャフトに連続する螺旋状スクリューをもたらすために、端と端を接しておかれている。これらスクリューブッシュは一般に押し出し機に材料を搬送するのに用いられる。
【０００４】
一重羽根の付いたスクリューブッシュは、一般的に押し出し機の端部で圧力を高めるために用いるのに公知である。しかしながら、この種のスクリューブッシュは、上記した二重、三重の羽根の付いたスクリューブッシュがそうであるような或るブッシュからその端と端を接したブッシュへの製品の流れを許容する大きなアーチ形頂頭部を有する。それゆえ、この公知の一重羽根の付いたブッシュは一般的に材料の搬送／混合に用いられない。
【０００５】
【発明の概要】
本発明の一つのアスペクト（局面、様相）は、双軸押し出し機において材料を搬送し搬送された材料を幾らか混合するような一重羽根の付いた押し出し機スクリューブッシュを供することである。これは以下に一重羽根の付いたスクリュー（軸）搬送／混合ブッシュと称する。双軸搬送／混合ブッシュは、当該ブッシュの長さ方向に延びる唯一の螺旋状スクリュー要素を有する。当該スクリュー要素は、駆動シャフトにブッシュを取り付けるための孔をブッシュ自体が有するように、外径と内径を有し、１．５５の内径に対する外径比を有する。ブッシュの一方の端壁は、環状中央部分と当該環状部分から半径方向に延びる唯一の丸突出部とを有した横断面形状を有する。上記丸突出部は、２２°〜２４°の角度で延在する切頭の頂頭部を有する。
【０００６】
一般的に、２つ以上のスクリューブッシュが各々並行して押し出し機駆動シャフト上に端と端をつないで配置される。それらが０°方位で配置される場合、全ての尖端範囲の相互影響が排除され、材料を分け良好な混合を促進するよう分けられた経路をもたらす。これらが９０°方位で配置される場合、尖端範囲の相互影響が最小となり、良好な経路横断材料流れのための通路が開けられる。
【０００７】
スクリューブッシュは好ましくは、外径の０．５〜２倍のピッチを有したスクリュー要素、及び２５〜３８０ｍｍの外径を有する。
【０００８】
スクリューブッシュによって搬送され混合され得る材料は一般的に様々なタイプのポリマー、スターチ（澱粉）及び粘性の物質である。
【０００９】
スクリューブッシュは双軸押し出し機に適用できるものとして記載される。しかしながら、当該スクリューブッシュは並行した２本のスクリュー乃至シャフトより多くのスクリュー乃至シャフトを有した押し出し機（多軸若しくはマルチシャフト押し出し着）で使用することも可能である。
【００１０】
スクリューブッシュは、多軸押し出し機のシャフトに装着される場合、夫々のシャフトに対して回転不能であるように構成される。これは、ブッシュにおけるスプライン又はキージョイントと対応するシャフトとによってなされる。
【００１１】
本発明の他のアスペクトは、各シャフトに少なくとも２つのスクリューブッシュを備えた一対の並行した駆動シャフトを有した双軸押し出し機をもたらすことにある。各シャフトでの少なくとも２つのスクリューブッシュは、ブッシュの長さ方向に延びた唯一の螺旋状スクリュー要素を有した等しい一重羽根の付いたブッシュである。スクリュー要素は、駆動シャフトにブッシュを取り付ける孔を画定する環状中央部分を備えた外径と内径を有する。ブッシュは環状部分と環状表面から延びる丸突出部とを有する平坦な端部表面形状を有し、上記丸突出部は２２°〜２４°の周角にわたる切頭の頂頭部を有する。
【００１２】
本発明の更なるアスペクトと利点は図面に関連した以下の実施の態様から明らかとなろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、双軸押し出し機において材料を搬送するための一対の従来技術の双軸押し出し機スクリューブッシュ１１を示す。ブッシュは、それらが双軸押し出し機シャフトに取り付けられているかのように並行した関係で示される。それらスクリューブッシュ１１は互いに等しい。当該スクリューブッシュ１１は二重羽根の付いた要素である。すなわち、２つの螺旋状スクリュー要素１２と１３を有する。螺旋状スクリュー要素１２と１３は夫々平坦な螺旋頂頭１４，１６を有する。
【００１４】
ブッシュ１１は押し出し機の駆動シャフトに装着されるための中央通路又は孔を有する。当該孔は押し出し機駆動シャフトにブッシュを固定し夫々のシャフトに対して回転しないようにための適切なマウントを有する。
【００１５】
図１Ｂと１Ｃは、９０°方位で取り付け両者が同じ方向に回転する場合の、ブッシュ１１の搬送要素の作動原理を模式的に示す。
図２Ａ〜２Ｃは、従来技術のスクリューブッシュで使用されるマウントの幾つかを模式的にだけ示すためのものであり、それらマウントは以下に記載されるスクリューブッシュで使用可能である。図２Ａは２４つのインボリュートスプライン歯を用いて描き、図２Ｂは６つの側面に付いた直線スプラインを用いて描き、図２Ｃは２つのキーを用いた描き、図４はシングルキーを用いて描かれている。
【００１６】
幾つかの公知の駆動シャフトアタッチメントのみがあり、他のものも容易に用いることができる。図２Ａに示されたような多重スプラインの使用によって、端と端をつなぎ且つ並行する両方の方位において相互に適当な押し出し機駆動シャフトでの２つ以上のスクリューブッシュ１１を特定の方向に向ける（方位）ことに関する最大のフレキシビリティがもたらされる。
【００１７】
図２Ａ〜２Ｃに示されるように、スクリューブッシュ１１は孔を画定する環状中央部分２０を有する。対向する一対の丸突出部２１，２２が環状中央部分から延びる。各丸突出部は夫々平坦な頂頭部２３，２４を有する。平坦な頂頭部２３は平坦な頂頭部２４と全く向かい合っている。スクリュー要素１２は頂頭部２３の部分であり、スクリュー要素１３は頂頭部２４の部分である。
【００１８】
２つ以上のスクリューブッシュ１１は、連続する螺旋状スクリュー要素を備えるために第１押し出し機シャフトに端と端をつないで取りつけられる。２つ以上のスクリューブッシュ１１は、連続する螺旋状スクリュー要素を備えるために第１押し出し機シャフトに端と端をつないで取りつけられる。第１シャフトと第２シャフトは並行した関係にあり、第２シャフトのブッシュは、図１に示された形態構成を有するように、第１シャフトのブッシュに対し９０°方位で取り付けられている。
【００１９】
スクリューブッシュ１１は軸線方向長さ２６（図１Ａ）、外径若しくは主径２７、内径若しくは副径２８を有する。ブッシュ１１の長さ２６は各スクリュー要素のピッチに等しい。すなわち、スクリュー要素１２，１３は約３６０°の角度で長さ２６にわたって回転する。しかしながら、ピッチと長さが等しいことは必須ではない。図１Ａに示されるように、右側ブッシュ１１のスクリュー要素１２は左側ブッシュのスクリュー要素１３をぬぐい、当該スクリュー要素１３と互いにかみ合っている。
【００２０】
図３は４つの等しい一重羽根の付いたスクリューブッシュ３１を示す。各々のスクリューブッシュは夫々のブッシュの長さで螺旋状に延びるスクリュー要素３２を有する。
【００２１】
スクリュー要素３２は各々弓形の頂頭部３３を有する。図４に示されるように、ブッシュの外径３６の周囲に沿って測る場合、弓形の頂頭部は弧３４に又は１００°以上の角度にわたる。図３に示されるように上の２つの一重羽根の付いたブッシュは、下の２つの一重羽根の付いたスクリューブッシュに対し０°方位である。すなわち、各並行したスクリューブッシュの頂頭部３３は図４に示されたと同じ方向に向いている。図３と４の一重羽根の付いたスクリューブッシュは一般的に押し出し機の端部に用いられ、製品を押し出すための圧力を生み出す。大きな弓形の頂頭部を備えた一重羽根の付いたスクリューブッシュは、製品の軸線方向の動きを許容するのみで、隣接するブッシュに対する製品の放射状乃至半径方向の動きを許容しない。
【００２２】
したがって、それらスクリューブッシュは一般的に多軸押し出し機において材料を搬送するのに用いられず、図１Ａの二重羽根の付いたスクリューブッシュの代わりに用いられない。
【００２３】
図５、６は、改良された多軸押し出し機一重羽根の付いたスクリュー搬送／混合ブッシュ４１を示す。これは、双軸又は多軸押し出し機において材料を搬送し幾らか混合するのに用いられる。上記したように材料は一般的にポリマー、澱粉及び粘性の物質である。
【００２４】
一重羽根の付いたスクリューブッシュ４１は、従来技術の２つ以上のスクリュー要素に対して唯一の螺旋状スクリュー要素４２を有する。スクリュー要素４２は平坦な螺旋状頂頭部４３を有する。スクリューブッシュ４１は環状ベース表面４４、長さ４５、内径若しくは副径４６、及び外径若しくは主径４７を有する。ブッシュ４１は、対応するスプラインを有した適切な押し出し機駆動シャフトにつながるための２４の内側スプラインを有する。ブッシュ４１はまた、当然ながら、図２Ａ〜２Ｃに示されるかこの目的のために通例使用されるいずれかの取付形態を有することができる。図６に示されたようなスクリューブッシュ４１は、中央で孔を画定する環状中央部分４８を有する。単一の丸突出部４９は中央部分から半径方向に延びる。丸突出部４９は、角度５０ａにわたる平坦な頂頭部５０を有する。角度５０ａは中央５０ｂから頂頭部５０の各縁までである。角度５０ａは１５°〜３０°で、好ましくは２２°〜２４°である。
【００２５】
図５，６に示されたブッシュ４１は長さ４５に等しいか当該長さを越えるピッチを有し、スクリュー要素４２は３６０度の角度に回転する。
【００２６】
双軸押し出し機において、２つ以上のスクリューブッシュ４１は第１押し出し機シャフトに端と端をつないで取り付けられ、連続する螺旋状スクリュー要素をもたらし、同数のスクリューブッシュ４１が第２押し出し機シャフトに端と端をつないで取り付けられ、連続する螺旋状スクリュー要素をもたらす。
【００２７】
第１押し出し機シャフトと第２押し出し機シャフトとは並行した関係にあり、並行したブッシュは押し出し機において材料を搬送し混合することとなる。
【００２８】
図７は、押し出し機の並行したシャフトに取り付けられた一対のスクリューブッシュ４１の端面を示す。スクリューブッシュは９０°方位にある。すなわち、右側のスクリュー要素の丸突出部の頂頭部５０は左側スクリューブッシュ４１に面し、左側の頂頭部の中央線５１は右側の頂頭部の中央線５２に９０°の角度で交差する。
【００２９】
図８は、並行した双軸押し出し機シャフトに取り付けられた並行したスクリューブッシュ４１に対する他の方位を示す。この実施態様は、好適な方位である０°方位を示す。すなわち、円突出部４９は同じ方向を向いた夫々頂頭部５０を有する。それら頂頭部の中央線５１，５２は並行である。
【００３０】
ブッシュ４１は、新たな低エネルギー搬送／混合の幾何図形的形態をもたらしている。図７に示されたような押し出し機シャフトに取り付けられた対のスクリューブッシュ４１で、最小限の相互作用となり、良好な横断材料流れのための通路を開く。
【００３１】
ブッシュ４１が０°方位で図８に示されるように押し出し機シャフトに取り付けられる場合、全ての尖端相互作用が排除され、分割し良好な混合を促進するために押し出し機において材料のため分けられた経路が存在する。
【００３２】
ブッシュ４１は好ましくは約２５ｍｍ〜約３８０ｍｍの外径を有し、図７に示された９０°方位での内径に対する外径の比は約１．４〜約１．７で、好ましくは約１．５５である。スクリュー要素のピッチは好ましくは外径の０．５〜２倍である。
【００３３】
スクリュータイプの押し出し機械が図９に模式的に示される。このスクリュータイプの押し出し機械は、複数のセクション６１，６２，６３，６４，６５を有するハウジング６０を備えている。複数のセクションは軸線方向に相前後して且つ互いにフランジを付けて配されている。ギアボックス６７を介してモータ６６によって駆動される２本のシャフトがハウジング内に位置している。ホッパー６８は処理加工されるべき材料を第１ハウジングセクション６１に放出する。
【００３４】
セクション６１，６２はシャフトの各々に３つ以上のブッシュ４１を含んでおり、図７及び／又は８に示されるように向きを合わせられている。セクション６３は捏和円板を含み、セクション６４，６５は図８及び／又は８に示されるようにブッシュ４１を含む。
【００３５】
発明は上記した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲によって画定されるように、本発明の精神と範囲を逸脱することなく改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術の一対の双軸ブッシュの図であり、Ａは透視図であり、ＢとＣはブッシュの作動原理を概略的に示すものである。
【図２】  Ａは図１のブッシュの一つの右側面の平面図で、Ｂは他の従来技術の双軸ブッシュの右側平面図で、Ｃは更に他の従来技術の双軸ブッシュの右側面平面図である。
【図３】  従来技術の一重羽根の付いたスクリューブッシュの上面図である。
【図４】  図３の作動するスクリューブッシュの端部概略図である。
【図５】  本発明の多軸押し出し機スクリューブッシュの上面透視図である。
【図６】  図５の左側の平面図である。
【図７】  ９０°方位における図６の並行した一対のスクリューブッシュの端部平坦上面透視図である。
【図８】  ０°方位における図６の並行した一対のスクリューブッシュの端部平面図である。
【図９】  多軸タイプ押し出し機の概略図である。
【図１Ａ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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