AT393546B

AT393546B - Planetengetriebe fuer einschneckenextruder od.dgl.

Info

Publication number: AT393546B
Application number: AT4100/83A
Authority: AT
Original assignee: Battenfeld Extrusionstech
Priority date: 1982-12-04
Filing date: 1983-11-22
Publication date: 1991-11-11
Also published as: JPS59196233A; DE3244991C1; IT1194489B; ATA410083A; US4517858A; IT8323937A1; LU85110A1; IT8323937A0

Description

AT 393 546 B

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit abtriebsseitig angeordneter Axialdrucklager-Baugruppe für Einschneckenextruder o. dgl. mit einer antriebsseitig in das Getriebegehäuse hinemragenden, mit dem Sonnenrad drehfest verbundenen Welle, einem drehfest innerhalb des Getriebegehäuses gehaltenen Hohlrad und einem abtriebsseitigen Planetenträger, der in das Hohlrad hineinragt und das Sonnenrad umgibt und dessen Planetenräder 5 einerseits mit dem Sonnenrad und anderseits mit dem Hohlrad kämmen, wobei die mit dem Sonnenrad verbundene Welle, das Sonnenrad und der Planetenradträger koaxiale Durchlässe für Heiz- und Kühlelemente der Extruderschnecke aufweisen.

Einstufige Planetengetriebe dieser Bauart sind bereits bekannt (siehe beispielsweise den Prospekt "ΊΡΜ Ein-schnecken-Extruder-Baureihe" der Thyssen Plastik Maschinen GmbH, München, mit dem Druckvermerk 10 518 TPM 3D 5.78 JWG 81324").

Bei diesem bekannten einstufigen Planetengetriebe ist das Sonnenrad drehfest mit der im Getriebegehäuse gelagerten Antriebswelle verbunden und das Hohlrad ist im Getriebegehäuse fixiert Der Planetenradträger ist lose in das Getriebegehäuse eingesetzt und wird darin über seine einerseits mit dem Sonnenrad und anderseits mit dem Hohlrad kämmenden Planetenräder zentriert Der Planetenradträger hat an seinem Umfang eine Kupplungsver-15 zahnung, die in einen koaxialen Kupplungszahnring eingreift, welch» wiederum mit einer entsprechenden Kupplungsverzahnung an einem der Scheibenkörper der Abtriebswelle in Eingriff gehalten ist

Die das Sonnenrad tragende Antriebswelle, die Abtriebswelle und das damit gekuppelte Druckstück der Axialdrucklager-Baugruppe weisen koaxiale Durchlässe für den Schneckenausstoß» und/oder für Heiz- und Kiihl-element der Extruderschnecke auf. Damit eine Abdichtung des inneren Ölraumes des Getriebegehäuses gegen 20 Leckölaustritt durch die koaxialen Durchlässe von Antriebswelle und Abtriebswelle erreicht wird, wirkt das üb» das Sonnenrad hinausragende innere Ende d» Antriebswelle mit dem Scheibenkörp» der Abtriebswelle über ein Axial- und/oder Radial-Dichtungselem»it zusammen, welches durch geeignete Maßnahmen unter Dichtungsvorspannung gehalten wird.

Nachteilig bei dies» bekannten Bauart eines Planetengetriebes ist vor allem die hohe Verschleißanfälligkeit 25 des Dichtungselementes, welche vor allem darauf zurückzuführen ist, daß die geg»ieinand» abzudichtenden Funktionsteile des Planetengetriebes grundsätzlich mit unterschiedlichen Drehzahlen laufen. Auf diesen Umstand ist auch die Notwendigkeit zuriiekzuführen, daß das Dichtungselenrent relativ oft ausgetauscht w»den muß. Der Wechsel des Dichtungselementes ist jedoch mit einem beträchtlichen Arbeitsaufwand verbunden, weil dieses innerhalb des Planetengetriebes liegt und daher beim Auftreten einer Undichtigkeit nicht nur das Getriebe, 30 sondern teilweise auch d» Extrud» demontiert werden muß. Das zentral innerhalb des Getriebegehäuses liegende

Dichtungselement ist nämlich nur zugänglich, wenn zunächst der Schneckenausstoßer und/oder die Heiz- und Kühlelemente der Extruderschnecke ansgebaut werden und dann d» antriebsseitige Flanschdeckel des Getriebegehäuses mit der Antriebswelle sowie auch der Planetenradträg» mit den Planetenrädem entfernt wird.

Zweck d» Erfindung ist es, diesen beträchtlichen Nachteil d» bekannten Planetengelriebe zu vermeiden. 35 Es ist daher der Erfindung das Ziel gesetzt, ein Planetengetriebe mit den eingangs aufgezeigten Gattungsmerk malen so zu verbessern, daß die Abdichtung des vom Getriebegehäuse umschlossenen Ölraumes nach außen ohne umständliche Demontagearbeiten am Extruder und am Planetengetriebe für die notwendigen Austauscharbeiten leicht zugänglich ist.

Die Lösung diese Problems wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch »reicht, daß ein Zentralrohr 40 einerends am Planetenradträg» fest und dichtend verbunden ist, mindestens den Durchlaß des Sonnenrades und den

Durchlaß der mit diesem v»bundenen Welle durchgreift und andemends in d» Welle gelagert und gegen deren freies Ende abgedichtet ist

Durch diese Maßnahmen wird eine optimale Wartungsfähigkeit des Planetengetriebes erreicht, weil nämlich Stillstands-, Demontage- und Montagezeiten auf ein Minimum reduziert werden können. 45 Da es nicht sinnvoll ist, das Zentralrohr einstöckig mit dem Planetenradträger zu fertigen, wird das Zentralrohr nachträglich mit dem Planetenradträg» verbunden. Da eine dauerhaft drehfeste Verbindung erford»lich ist, hat es sich nach der Erfindung besonders bewährt, wenn das Zentralrohr in den Durchlaß des Planetenradträgers hineinragt und mit diesem v»klebt ist

Ein anderes wichtiges Weiterbildungsm»kmal eines Planetengetriebes nach d» Erfindung besteht darin, daß 50 das Sonnenrad ausschließlich durch die mit ihm kämmenden Planetenräder üb» den Planetenradträger in koaxialer

Ausrichtung zum Zentralrohr gehalten ist und drehsteif, ab» winkelbeweglich - über eine Zahnkupplung - mit der antriebsseitigen Welle in Eingriff steht Weiterhin »weist sich auch als vorteilhaft wenn in Ausgestaltung der Erfindung das Sonnenrad relativ zum Zentralrohr in Axialrichtung verschieblich zwischen Anschlagflächen der Antriebswelle und des Planetenradträgers gehalten ist 55 Als wichtig hat es sich fern» erwiesen, daß der Planetenradträger sowohl antriebsseitig als auch abtriebsseitig im Getriebegehäuse gelagert ist und das Hohlrad im Getriebegehäuse lose, aber drehfest üb» eine Zahnkupplung aufgehängt ist Eine optimale Wirkv»bindung der Planetenräder des Planetenradträgers mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad ist hiedurch sichergestellt ohne daß das Sonnenrad unerwünschten Reibungskontakt mit dem Zentralrohr erlangen kann. 60 Für eine optimale Auslegung des Planetengetriebes »weist es sich nach der Erfindung feiner als vorteilhaft wenn die Zahnkupplung am antriebsseitigen Ende des Sonnenrades angeordnet ist und die Verbindung zwischen Antriebswelle und Sonnenrad herstellt -2-

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Die dem Erfindungsvorschlag entsprechenden Maßnahmen sind problemlos auch bei Planetenradgetrieben benutzbar, bei denen das Zentralrohr zwei hintereinandergeschaltete Planetenrad-Getriebestufen innerhalb des Getriebegehäuses durchsetzt, wobei einerseits das Sonnenrad der ersten Stufe mit der Antriebswelle und anderseits deren Planetenradträger mit dem Sonnenrad der zweiten Stufe jeweils über Zahnkupplungen in Eingriff steht und dabei sowohl das Sonnenrad als auch der Planetenradträger der ersten Stufe vom Zentralrohr mit Radialspiel durchsetzt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen »läutert Hiebei zeigt, jeweils im Vertikalschnitt, Fig. 1 die obere Hälfte des Aufbaus eines einstufigen Planetengetriebes und Fig. 2 die untere Hälfte des Aufbaus eines zweistufigen Planetengetriebes.

Die Fig. 1 und 2 sind der Einfachheit halber in ein» gemeinsamen Darstellung zusammengefaßt

Die Planetengetriebe nach den Fig. 1 und 2 weisen ein Getriebegehäuse (1) auf, das aus einem mittleren Gehäuseteil (2), einem antriebsseitigen Gehäuseteil (3) oder mehreren antriebsseitigen Gehäuseteilen (3', 3", 3'") und einem abtriebsseitigen Gehäuseteil (4) gebildet ist Sämtliche Gehäuseteile (2, 3 und 4) (Fig. 1) bzw. (2, 3', 3", 3"' und 4) (Fig. 2) sind öldicht miteinander verflanscht

Innerhalb des abtriebsseitigen Gehäuseteils (4) des Getriebegehäuses (1) ist eine Axialdrucklager-Baugruppe (5) untergebracht die mit der (nicht gezeigten) Extruderschnecke zusammenwirkt und die bei der Extruderarbeit hieran aufiretenden, hohen Axialkräfte aufzunehmen hat

Das Druckstück (6) der Axialdrucklager-Baugruppe (5) ist mit der Abtriebswelle (7) drehfest verkeilt, welche baueinheitlich, vorzugsweise einstückig, mit einem Planetenradträg» (8) verbunden ist Der Planetenradträg» (8) läuft in zwei Wälzlagern (9 und 10), von denen das eine im abtreibsseitigen Gehäuseteil (4) und das andere im antriebsseitigen Gehäuseteil (3 bzw. 3') aufgenommen ist Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Wälzlager (9 und 10) als Kugellager ausgeführt.

In dem vom Gehäuseteil (2) des Getriebegehäuses (1) umgebenen Abschnitt des Planetenradträgers (8) sind mehrere bspw. drei, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete, also übereinstimmende Winkelabstände voneinander aufweisende Planetenräder (11) über Wälzlag» (12), bspw. Rollenlager, auf Achszapfen (13) frei drehbar angeordnet Sämtliche Planetenräder (11) kämmen mit der Innenverzahnung (14) eines Hohlrades (15), welches über eine Zahnkupplung (16) drehfest aber ansonsten lose innerhalb des Gehäuseteils (2) gehalten wird. Der gehäusefeste Teil der Zahnkupplung (16) besteht dabei aus einem an seinem Außenumfang verzahnten Ring (17), welch» beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig. 1 mit dem Gehäuseteil (3) und beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 mit dem Gehäuseteil (3') in lösbarer Flanschverbindung gehalten wird. Sämtliche Planetenräd» (11) kämmen andererseits mit dem Sonnenrad (18), wobei dieses Sonnenrad (18) ausschließlich durch die mit ihm kämmenden Planetenräder (11) und über die Planetenradträger (8) innerhalb des Getriebegehäuses (1) ausgerichtet wird.

Das Sonnenrad (18) steht über eine Zahnkupplung (19) drehsteif, aber winkelbeweglich beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig. 1 mit d» Antriebswelle (20) und beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 mit einem Planetenradträger (21) in Eingriff. Dabei ist das Sonnenrad (18) beim Planetengetriebe nach Fig. 1 in Axialrichtung lose zwischen Anschlagflächen (22) des Planetenradträgers (8) und Anschlagflächen (23) der Antriebswelle (20) gehalten, während beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 das Planetenrad (18) in entsprechender Weise zwischen der Anschlagfläche (22) des Planetenradträgers (8) der zweiten Planetenrad-Getriebestufe und Anschlagflächen (23') des Planetenradträgers (21) d» ersten Planetenrad-Getriebestufe vorgesehen ist.

Beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig. 1 ist die Antriebswelle (20) über zwei Wälzlager (24), bspw. Rollenlager, im Gehäuseteil (3) aufgenommen und im Bereich eines Abschlußflansches (25) durch einen Dichtungsring (26) gegen Ölaustritt abgedichtet.

Auch beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 ist die Antriebswelle (20*) durch zwei Wälzlager (24'), bspw. Rollenlager, im Gehäuseteil (3"') aufgenommen und im Bereich eines Abschlußflansches (25') durch einen Dichtungsring (26') gegen Ölaustritt gesichert.

Beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 ist der Planetenradträger (21) durch zwei Wälzlager (27), bspw. Kugellager, aufgenommen, die in den Gehäuseteilen (3' und 3"') sitzen und den Planetenradträg» (21) innerhalb des Gehäuseteils (3n) ausrichten.

Im Planetenradträger (21) sind mehr»e, bspw. drei, Planetenräder (28) in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet, die mittels Wälzlag» (29), bspw. Rollenlag»n, frei drehbar auf Achszapfen (30) sitzen, die im Planetenradträger (21) befestigt sind. Sämtliche Planetenräder (28) kämmen mit der Innenverzahnung (31) eines Hohlrades (32), welches üb» eine Zahnkupplung (33) drehfest, aber im übrigen lose innerhalb des Gehäuseteils (3") gehalten ist Andererseits kämmen sämtliche Planetenräder (28) mit einem Sonn»irad (34), das über eine Zahnkupplung (35) drehfest mit der Antriebswelle (20') in Kupplungsverbindung steht, jedoch in Axialrichtung lose zwischen einer Anschlagfläche (36) des Planetenradträgers (21) und ein» Anschlagfläche (37) d» Antriebswelle (20') fixiert wird.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß das Druckstück (6) der Axialdrucklager-Baugruppe (5) einen koaxi- -3-

Claims

AT 393 546 B alen Durchlaß (38) hat, an den sich ein entsprechender, koaxialer Durchlaß (39) der Abtriebswelle (7) und des Planetenradträgers (8) anschließt Das Sonnenrad (18) ist wiederum mit einem koaxialen Durchlaß (40) versehen, während die Antriebswelle (20) des einstufigen Planetengetriebes nach Fig. 1 einen koaxialen Durchlaß (41) aufweist Beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 hat der Planetenradträg»' (21) der ersten Planetenrad-Getriebestufe einen koaxialen Durchlaß (42) und das zugehörige Sonnenrad (34) ist mit einem koaxialen Durchlaß (43) ausgestattet an den sich wiederum ein koaxial» Durchlaß (44) der Antriebswelle (20*) anschließt ln eine Erweiterung (45) des Durchlasses (39) der Abtriebswelle (7) bzw. des Planetenradträgers (8) ist drehfest ein Zentralrohr (46) eingesetzt bspw. verschraubt und/oder verklebt Dabei entspricht der Innendurchmesser dieses Zentralrohres (46) dem Durchmesser des Durchlasses (39) der Abtriebswelle (7) bzw. des Planetenradträgers (8) und auch dem Durchmess» des Durchlasses (38) im Druckstück (6) der Axialdrucklager-Baugruppe (5). Die Länge des Zentralrohres (46) ist dabei so bemessen, daß dieses sich beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig. 1 mit Radialspiel nacheinander durch den koaxialen Durchlaß (40) des Sonnenrades (18) und den koaxialen Durchlaß (41) der Antriebswelle (20) erstreckt Beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 ist das Zentralrohr (46) mit Radialspiel nacheinander durch den koaxialen Durchlaß (40) des Sonnenrades (18), durch den koaxialen Durchlaß (42) des Planetenradtiägers (21), durch den koaxialen Durchlaß (43) des Sonnenrades (34) sowie durch den koaxialen Durchlaß (44) der Antriebswelle (20') geführt Mindestens in der Nähe des freien Endes der Antriebswelle (20) bzw. der Antriebswelle (20') ist das Zentralrohr (46) über ein Wälzlager (47 bzw. 47') relativ drehbar in der Antriebswelle (20 bzw. 20') gelagert sowie dort auch durch ein Radial- und/oder Axial-Dichtungselement (48 bzw. 48') öldicht gegen den koaxialen Durchlaß (41 bzw. 44) der Antriebswelle (20 bzw. 20') abgeschlossen. Über das Zentralrohr (46) sowie das Axial- und/oder Radial-Dichtungselement (48 bzw. 48') ist der gesamte Ölraum des Getriebegehäuses (1) öldicht nach außen abgedichtet Im Falle auftretenden Verschleißes ist das Axial- und/oder Radial-Dichtungselement (48 bzw. 48') zum Zwecke des Austausches ohne weiteres und leicht von außen zugänglich. Es braucht zu diesem Zweck nämlich lediglich die am freien Ende der Antriebswelle (20 bzw. 20') angeflanschte Muffe (49) gelöst zu werden. Dabei ist es nicht einmal notwendig, den durch das Zentralrohr (46) zur (nicht gezeigt»!) Extruderschnecke geführten Schneckenausstoßer und/oder die durch dieses in die Extruderschnecke geführten Heiz- und Kühlelemente zu entfernen. PATENTANSPRÜCHE 1. Planetengetriebe mit abtriebsseitig angeordneter Axialdrucklager-Baugruppe für Einschneckenextruder o. dgl. mit einer antriebsseitig in das Getriebegehäuse hineinragenden, mit dem Sonnenrad drehfest verbundenen Welle, einem drehfest innerhalb des Getriebegehäuses gehaltenen Hohlrad und einem abtriebsseitigen Planetenradträger, der in das Hohlrad hineinragt und das Sonnenrad umgibt und dessen Planetenräder einerseits mit dem Sonnenrad und anderseits mit dem Hohlrad kämmen, wobei die mit dem Sonnenrad verbundene Welle, das Sonnenrad und der Planetenradträger koaxiale Durchlässe für Heiz- und Kühlelemente der Extruderschnecke aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zentralrohr (46) einerends am Planetenradträger (8) fest und dichtend verbunden ist, mindestens den Durchlaß (40) des Sonnenrades (18) und den Durchlaß (41) der mit diesem verbundenen Welle (20) durchgreift und andemends in der Welle (20) gelagert (47) und gegen deren freies Ende abgedichtet ist (48).
2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (46) in den Durchlaß (39) des Planetenradträgers (8) hineinragt (45) und mit diesem verklebt ist.
3. Planetengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (18) ausschließlich durch die mit ihm kämmenden Planetenräder (11) über den Planetenradträger (8) in koaxialer Ausrichtung zum Zentralrohr (46) gehalten ist und drehsteif, aber winkelbeweglich - üb»* eine Zahnkupplung (19) - mit der antriebsseitigen Welle (20) in Eingriff steht.
4. Planetengetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (18) relativ zum Zentralrohr (46) in Axialrichtung verschiebbar zwischen Anschlagflächen (23 bzw. 22) der Antriebswelle (20) und des Planetenradträgers (8) gehalten ist (Fig. 1).
5. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dar Planetenradträger (8) sowohl antriebsseitig als auch abtriebsseitig im Getriebegehäuse (1) gelagert ist (10 bis 9) und das Hohlrad (15) im Getriebegehäuse (1) lose, aber drehfest über eine Zahnkupplung (16) aufgehängt ist. -4- AT 393 546 B
6. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkupplung (19) am antriebsseitigen Ende des Sonnenrades (18) angeordnet ist und die Verbindung zwischen Antriebswelle (20) und Sonnenrad (18) herstellt.
7. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (46) zwei hintereinandergeschaltete Planetenrad-Getriebestufen innerhalb des Getriebegehäuses (1) durchsetzt (Fig. 2), wobei einerseits das Sonnenrad (34) der ersten Stufe mit der Antriebswelle (20') und anderseits deren Planetenradträger (21) mit dem Sonnenrad (18) der zweiten Stufe jeweils über Zahnkupplungen (35 bzw. 19) in Eingriff steht und dabei sowohl das Sonnenrad (34) als auch der Planetenradträger (21) der ersten Stufe vom 10 Zentralrohr (46) mit Radialspiel durchsetzt sind ((43 bzw. 42); Fig. 2). Hiezu 1 Blatt Zeichnung 15