Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Temperatur- und Durchsatzverhalten von Kautschukextrudern

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Die Arbeit zeigt Möglichkeiten zur Verbesserung des Durchsatzverhaltens von Kautschukextrudern und trägt zum besseren Prozessverständnis der Kautschukextrusion bei. Der Fokus liegt auf dem Einfluss der Temperierung und der Temperaturentwicklung im Extrusionsprozess sowie auf der Durchsatzsteigerung durch erhöhte Schneckendrehzahlen. Es wird aufgezeigt, dass der Durchsatz stark von der Schneckentemperatur und die mittlere Austrittstemperatur hauptsächlich von der Zylindertemperatur beeinflusst werden. Dies ist auf die zirkulierende Querströmung zurückzuführen, die die thermischen Bedingungen im Schneckenkanal erheblich beeinflusst. Eine Modellierung der nicht-isothermen Strömungen im Schneckenkanal wird vorgestellt, die den Einfluss der Querströmung berücksichtigt. Bisher stellte die Austrittstemperatur das begrenzende Kriterium für eine deutliche Drehzahlsteigerung dar. Um eine solche Erhöhung bei temperaturkritischen Materialien zu ermöglichen, können Schnecken wandgleitoptimiert ausgelegt werden, um den dissipativen Wärmeeintrag während des Extrusionsprozesses zu reduzieren. Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass eine entsprechend konzipierte Schnecke zu einer signifikanten Reduktion der Austrittstemperatur, insbesondere bei hohen Drehzahlen, führt.