CN1681637A - 挤出机/齿轮泵组合 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种挤出机/齿轮泵组合，具有一个挤出机螺杆和连接到这个挤出机螺杆上的齿轮泵。按照本发明通过在空心的挤出机螺杆(20)中支承的一个齿轮泵轴(64)可以调节挤出机螺杆(20)与齿轮泵(14)的相对速度。

Description

挤出机/齿轮泵组合
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的挤出机/齿轮泵组合。
背景技术
早就已知由齿轮泵与挤出机构成的结构。在挤出机后设置齿轮泵的情况下能够通过齿轮泵建立起一个相当高的供给压力。对此由美国专利4,642,040已知的解决方案作为一个示例。在这个解决方案中，所述挤出机螺杆连接到一个外部的轴上，它与一个变速减速器连接。通过一个专门的减速器能够驱动齿轮泵，其中在这个解决方案中在挤出机排出侧设置一个倾斜的通道，它能够给齿轮泵供料。这个在那里的图6中示出的解决方案是相当耗费的；挤出机螺杆与齿轮泵之间的通道必要时需要附加地加热。
在由上述文献已知的解决方案的另一实施例中，所述齿轮泵通过一个特殊的轴结构驱动，其中所述驱动从挤出机螺杆的驱动电动机分出。在这里需要通过子驱动装置多次转向并且附加地使用一个变速减速器，其中该专利文献已经含蓄地表示，那里的具有不同的而且特别是长的外部轴的结构是不利的。
已知不同的尝试，用于改善这个解决方案。例如由EP-A1-508 285已知由一个挤出机与一个齿轮泵的另一种组合。这种结构特别注意齿轮泵的结构并为该齿轮泵设置一个独立的驱动装置。在此不利的是，两个驱动装置必须以特殊的方式相互同步，以达到所期望的压力比。
此外在DE-A1 100 49 730中建议一种具有一个齿轮泵的挤出机的组合，在该组合中所述齿轮泵直接法兰连接到挤出机螺杆上。这个解决方案避免长的通流路径，并且是紧凑且不易受干扰的。但是希望在高压区、即齿轮泵的排出侧获得更好的密封，其中这个解决方案还存在严重的缺陷，即齿轮泵的转速与挤出机螺杆的转速耦联。但是对于不同的橡胶和热塑性塑料混合物要求不同的相对转速，使得这个解决方案仅适用于一种或与其相同形式的橡胶或热塑性塑料混合物。
发明内容
因此本发明的目的是，创造一种如权利要求1前序部分所述的由一个挤出机与一个齿轮泵构成的组合，它避免长流动路径的缺陷，其中仍然能够实现对运行点的调节，而无需多个驱动装置。
按照本发明这个目的通过权利要求1得以实现。有利的扩展结构由从属权利要求给出。
如果正好将挤出机用于混合目的并为此例如具有输送区，则挤出机通常具有相当长的长度。一个为此所确定的挤出机螺杆不再自由支承，而是在挤出机外壳中运转。为了改善搅拌效率有利的是，对于挤出机螺杆在其外圆周上选择一个相对较大的直径。由此随之而来的是挤出机螺杆芯部直径的加大。为了在螺杆外壳里面保持小的磨削作用，空心挤出机螺杆是有利的。
这种挤出机螺杆具有相对较轻重量和良好刚性的优点，因此挤出机螺杆与挤出机外壳之间的磨损更小。
一个在此方面有利构成的挤出机螺杆能够按照本发明以非常有利的方式应用：
由空心轴构成的挤出机螺杆用于容纳齿轮泵的一个驱动轴。通过这个特别简单的措施能够实现许多优点。
首先省去空心轴在其端部上的一个单独的密封。通过齿轮泵可以使挤出机螺杆在端部支承，因此由螺杆外壳与挤出机螺杆之间的摩擦引起的磨损特别微小。
通过实现一个空心轴，使挠曲倾向在相当长的挤出机中也极大地减小。按照本发明特别有利的是，所述齿轮泵尽管集成在挤出机螺杆中也是可以调节的，其中特别有利的是，通过行星齿轮架与挤出机螺杆的自动同步可以仅仅调节相对转速并由此可以调节相对输送率。由此在挤出机和与此相关的主驱动装置向下移动时使行星齿轮泵也自动地向下调节，因此使调节简化。
为此特别有利的是，如果在齿轮泵驱动轴与一个中间轴之间设置一个前置行星齿轮减速器，其内齿轮在内部由挤出机螺杆形成。因此也能够最佳地输送不同的复合物和热塑性塑料混合物，而不必担心材料损伤。
此外按照本发明特别有利的是，尽管为了提供相对转速的调节性而使用一个内置的减速器，也仅需要一个唯一的密封，以使减速器免受弹性体物质的损害。此外这个密封位于在齿轮泵的入口侧，即不在高压区，因此它比在高压区的密封承受更小的负荷。此外实际上该密封位于行星齿轮泵的吸入端区域中，这将进一步减小密封的负荷。
通过在靠近行星齿轮泵的外圆周处设置进料口和排出口，在材料剪应力不过高的情况下同时也能够实现一个有利的输送率，并且使从齿轮泵排出的材料能够通过一个排出锥流动有利地排出。
附图说明
由下面借助于附图对本发明的一个实施例的描述得出其它优点、细节和特征。附图中：
图1示出按照本发明的挤出机/齿轮泵组合的实施例的一部分，
图2示出图1中实施例的齿轮泵部分的截面图。
具体实施方式
在图1中所示的挤出机/齿轮泵组合10具有一个挤出机12和一个行星齿轮泵14。该挤出机12和齿轮泵14安装在一个共同的外壳16里面。所述挤出机具有一个空心的挤出机螺杆20，它以公知的方式设有一个挤出机螺旋线22，该挤出机螺旋线在一个螺杆芯部24上延伸。
所述螺杆芯部24朝向行星齿轮泵14的方向扩大。螺杆槽28的深度26基本保持不变，因此挤出螺旋线22在其外圆周上相应同样锥形地延伸。所述外壳16在那里具有一个相应的内锥，在该外壳中所述挤出机螺杆20以公知的方式基本上无缝隙地导引。
齿轮泵14在出口侧连接到所述挤出机螺杆20上。该齿轮泵14具有一个第一行星齿轮架圆盘54、56和一个第二行星齿轮架圆盘50，它们共同构成行星齿轮架34。所述第一行星齿轮架圆盘54、56具有多个进入空隙，在图1中示出从装置这边的其中一个进入空隙36。所述第二行星齿轮架圆盘50相应地具有多个排出空隙，在图1中示出从装置这边的其中一个排出空隙38。
所述第一行星齿轮架圆盘由一个遮盖壁30遮盖，该行星齿轮架圆盘的外部区域由附图标记56表示而其内部区域由附图标记54表示。所述遮盖壁30密封行星齿轮40、42的端面，它们穿过第一行星齿轮架圆盘54、56并支承在它们中。此外设有一个第二遮盖壁32，它在排出侧遮盖后面的第二行星齿轮架圆盘50。在所述遮盖壁30和32中分别设置有一些空隙，它们对应于进入空隙36和排出空隙38。
从挤出机螺杆方向看，在第一遮盖壁30的俯视图中，所述进入空隙设置在两个相邻的行星齿轮之间，其中在图1中示出行星齿轮40和42。
所述行星齿轮均匀且圆形地分布。倾斜壁在所述行星齿轮间延伸，该倾斜壁在图1中不能看到。材料输送以在DE-OS 100 49 730中所述的方式实现，可以参阅其全部内容。
所述行星齿轮具有一个斜齿部44。在图1中不同地示出行星齿轮40的斜齿部与行星齿轮42的斜齿部44。这由于在视图中的不同旋转角度而产生，它一方面在侧面另一方面在中间与相关的齿相交。
所述斜齿部这样保持，使它们与一个固定在外壳上的内齿轮48啮合，该内齿轮相应地也具有一斜齿部。
通过按照本发明的方案能够使齿轮泵横截面积的一个特别大的部分被行星齿轮填满，因此使按照本发明的齿轮泵特别压力稳定地运行。
每一个行星齿轮架圆盘50、54和56在斜齿部44侧面以由图1中可看到的方式延伸，其中所述行星齿轮架圆盘也相应地设有内齿部。
所述第一行星齿轮架圆盘56具有一个外径，它略小于行星齿轮架圆盘50的外径并等于挤出机螺杆在其齿轮泵侧端部上的外径。
按照本发明的行星齿轮泵的驱动通过行星齿轮架34的一个驱动装置实现。所述遮盖壁30和32同样设有一个内齿部。不仅这些内齿部而且行星齿轮架圆盘50、54和56的内齿部以及设置在其间的间隔体60的内齿部都形锁合驱动地套装在一个中间轴62的外齿部上，该中间轴按照本发明与一个齿轮泵轴44抗扭转地连接，如同下面所述的那样。
所述中间轴62在挤出机螺杆20中通过一个向心球轴承70支承。通过两个推力球轴承72和74附加地实现空心挤出机螺杆20在其齿轮泵侧的端部上分别支承在空心挤出机螺杆20的一个相应扩口80中的轴肩上。一个排出锥82在端部旋到中间轴62上并相对于遮盖壁32支承。一个密封环84嵌入在挤出机螺杆20的端面上并在径向方向上相对于遮盖壁30密封以防止材料进入到中间轴62的区域中。
所述中间轴62同时形成一个用于一个行星齿轮减速器86的行星支架，其太阳轮与齿轮泵轴64连接。所述行星齿轮减速器86的内齿轮由挤出机螺杆20的扩口80的内齿部构成。不言而喻，以公知的方式通过选择行星齿轮减速器86的行星齿轮和太阳轮的直径可以调节减速比。
所述齿轮泵轴64通过另一向心球轴承88支承在空心的挤出机螺杆20中。
通过这种结构能够使所述齿轮泵14通过空心的挤出机螺杆20驱动。尽管齿轮泵轴64与挤出机螺杆20之间的相对速度是零，所述齿轮泵14仍然通过其齿轮泵支架34被驱动。通过齿轮泵轴64相对于挤出机螺杆20驱动的超前或滞后，能够调节齿轮泵14相对于挤出机螺杆20的相对转速并在宽广的范围中适配于需求，即待输送的材料。
在图2中以截面图示出所述齿轮泵。可以清楚地看出间隔体60的形状，其中在这里所示的方案用于四个行星齿轮。当所述行星齿轮40和42通过行星齿轮架34导引地旋转时，则使它们在内齿轮48上滚动。所述行星齿轮架34的旋转方向与间隔体60的旋转方向相一致，它们两者通过相应的啮合与中间轴62连接。这通过箭头90表示。所述行星齿轮以公知的方式沿相反的方向旋转。所述间隔体60在其构成倾斜壁92的外圆周上具有一个切向的延伸段，该延伸段为内齿轮48齿宽的一倍半。由此能够可靠地防止在外部在间隔体60上溢流。
按照本发明的挤出机/齿轮泵组合10的驱动这样实现，首先预选齿轮泵轴64与挤出机螺杆20之间的转速比。通过一个可相应变化的、无级减速器能够调节这个转速比，而无需两个驱动装置。根据材料进行调节。在启动时所述挤出机螺杆和齿轮泵已经以期望的转速比运转。该挤出机12在进入口36处建立一个入口压力。由齿轮泵14经过中间轴62的驱动通过倾斜壁的运动将材料输送到排出口38。
所述材料在螺纹相互不啮合的行星齿轮之间穿过其外部区域、但是以相同的方式也穿过其内部区域，其中通过按照本发明的结构实际上完全避免出现回流。
在按照本发明的组合装置的出口侧，所输送的材料具有一个高的输送压力，其中不言而喻，出口区可以以任意适合的方式构成。

Claims (16)

1.一种挤出机/齿轮泵组合，具有一个挤出机螺杆和连接到该挤出机螺杆上的齿轮泵，其特征在于，在空心的挤出机螺杆(20)中支承一个齿轮泵轴(64)，通过该齿轮泵轴可以调节挤出机螺杆(20)与齿轮泵(14)的相对速度。
2.如权利要求1所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述齿轮泵(14)由行星齿轮泵构成。
3.如权利要求1或2所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述轴是齿轮泵轴(64)，该齿轮泵轴与行星齿轮架(50，52，54、56)抗扭转地连接。
4.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，一个在挤出机螺杆(20)中运转的齿轮泵轴(64)与齿轮泵(14)处于传动连接，其中尤其是挤出机螺杆(20)形成或具有一个行星齿轮减速器(86)的内齿轮。
5.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述挤出机螺杆(20)的芯部(24)的直径向着齿轮泵(14)的方向加大，并且该挤出机螺杆向着齿轮泵(14)的方向扩大。
6.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述挤出机螺杆(20)的一个内部扩口(80)容纳一个在齿轮泵轴(64)与齿轮泵(14)之间的减速器(86)。
7.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述齿轮泵(14)的行星齿轮架(34)具有一个第一行星齿轮架圆盘(56，54)和一个第二行星齿轮架圆盘(50)，行星齿轮(40、42)在它们之间延伸并在其中支承，其中第一行星齿轮架圆盘(56，54)具有进入空隙(36)而第二行星齿轮架圆盘(50)具有排出空隙(38)。
8.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述第一行星齿轮架圆盘(56，54)被一个第一遮盖壁(30)遮盖，它向着挤出机延伸并与行星齿轮架圆盘一起旋转以及具有对应于进入空隙(36)的空隙，以及设置一个第二遮盖壁(32)，该遮盖壁遮盖第二行星齿轮架圆盘(50)并与其一起旋转以及具有对应于排出空隙(38)的空隙。
9.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，在所述行星齿轮架(34)的第一行星齿轮架圆盘(54)与第二行星齿轮架圆盘(50)之间延伸一些倾斜壁(92)，其取向与挤出机螺杆(20)的螺旋方向相反。
10.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述齿轮泵(14)具有一斜齿部(44)。
11.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述倾斜壁(92)与斜齿部(44)的倾斜位置角基本相同并且尤其为5°至25°之间。
12.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述齿轮泵(14)的行星齿轮架(34)与一个中间轴(62)抗扭转地连接，该中间轴与齿轮泵轴(64)处于传动连接。
13.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，以挤出机螺杆(20)的齿轮泵侧的端部为基准，所述挤出机螺杆(14)的芯部直径基本等于由行星齿轮(40、42)的轴线运动所建立的轴线圆或者略大于这个轴线圆。
14.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述进入空隙(36)和排出空隙(38)在齿轮泵(14)的第一行星齿轮架圆盘(54、56)和第二行星齿轮架圆盘(50)中、在圆盘的径向外部三分之一、尤其是径向外部四分之一中延伸，并且尤其是挤出机芯部直径与空隙(36，38)的径向内部的端部平齐。
15.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，所述齿轮泵外壳(16)在行星齿轮(40、42)的啮合区域中构成为内齿轮(46)。
16.如上述权利要求中任一项所述的挤出机/齿轮泵组合，其特征在于，一个间隔体(60)在各行星齿轮之间延伸，该间隔体包围中间轴(62)并与中间轴抗扭转地连接，并且该间隔体尤其形成倾斜壁(92)。
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