DE102004038967B3 - Getriebe für Handschweißextruder - Google Patents
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Abstract
Getriebe für einen mit einer Bohrmaschine angetriebenen Handschweißextruder, umfassend ein Planetengetriebe, eine Antriebswelle sowie eine Abtriebswelle, wobei das Getriebe antriebsseitig eine Getriebehalsaufnahme zur Aufnahme des Getriebehalses der Bohrmaschine und abtriebsseitig einen Getriebehals aufweist, wobei der Getriebehals des Getriebes komplementär zur Getriebehalsaufnahme ausgebildet ist und wobei weiterhin das Hohlrad des Planetengetriebes feststehend ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe für einen Handschweißextruder, insbesondere ein Wechselgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Handschweißextruder zum Verschweißen von thermoplastischhen Kunststoffmaterialien sind seit langem bekannt. Derartige Schweißextruder umfassen eine Extrudereinrichtung mit wenigstens einer Extruderschnecke, einen Drahteinzug für den Schweißdraht, üblicherweise eine Heizeinrichtung sowie einen motorischen Antrieb. Der Schweißdraht besteht aus einem geeigneten Kunststoff, der im Extruder granuliert und in der zugehörigen Schmelzkammer homogenisiert wird. Aus der Extruderdüse tritt die aufgeschmolzene homogene Masse aus und wird mittels eines Schweißschuhs zu einer Schweißnaht geformt, die die Fügeteile verbindet.
- Der motorische Antrieb von üblichen Handschweißextrudern erfolgt mittels des Einsatzes handelsüblicher Bohrmaschinen. Aufgrund der geringen Stückzahlen von Schweißextrudern ist die Herstellung von speziellen Antrieben unwirtschaftlich. Darüber hinaus sind handelsübliche Bohrmaschinen hinreichend kräftig und mit elektronischen Drehzahleinstellungen versehen, was sie für diesen Verwendungszweck geeignet macht.
- In der Anwendung wird die Drehzahl des Antriebsmotors über die genannte elektronische Steuerung eingestellt. Die zu wählende Drehzahl richtet sich im Wesentlichen nach den Eigenheiten des Extruders, insbesondere der Steigung der Extruderschnecke sowie den Materialeigenschaften des Schweißdrahtes. So bedürfen einige Schweißdrahtmaterialien eine geringe Drehzahl des Antriebes. Ein Beispiel hierfür ist chloriertes PVC, auch CPVC genannt. Der motorische Antrieb arbeitet hierbei mit Drehzahlen im Bereich von 300–500 Umdrehungen pro Minute. Bei höheren Drehzahlen des Antriebes dreht die Extruderschnecke zu schnell und das Kunststoffmaterial im Extruder wird zerstört und/oder unbrauchbar.
- Es zeigt sich jedoch, daß herkömmliche Bohrmaschinen als elektrische Antriebe für Handschweißextruder nicht für einen derartigen langsamen Lauf geeignet sind, wie er von den zuvor genannten Schweißdrahtmaterialien benötigt wird. Grundsätzlich ist ein derartiger Langsamlauf bei vielen handelsüblichen Bohrmaschinen möglich, jedoch nur für kurze Zeit. Bei längerem Betrieb der Bohrmaschine als Langsamläufer, insbesondere unter gleichzeitiger Belastung als Antrieb für einen Schweißextruder, kommt es bauartbedingt schnell zur Überhitzung des motorischen Antriebes und damit schlimmstenfalls zur vollständigen Zerstörung des Antriebs.
- Zur Lösung des Problems ist es bekannt, die Extruderschnecke derartig abzuwandeln, daß der motorische Antrieb in Form der Bohrmaschine in seinem üblichen Nenndrehzahlbereich betrieben werden kann. Eine derartige Abwandlung besteht zum Beispiel in der Änderung der Steigung der Extruderschnecke. Dies hat jedoch den Nachteil, daß der Extruder an die Eigenschaften des motorischen Antriebs, d.h. der Bohrmaschine angepaßt wird und nicht an die Materialeigenschaften des Schweißdrahtes. Letzteres hat in der Regel nachteilige Auswirkungen auf das Schweißergebnis.
- Darüber hinaus ist eine Extruderschnecke, angepaßt an derartige Materialeigenschaften, nur für die genannten Schweißdrähte geeignet, bei denen das Schweißdrahtmaterial eine entsprechende Anpassung des Extruders notwendig macht. Der Monteur vor Ort ist damit gezwungen mehrere Handschweißextruder mit unterschiedlichen Extruderschnecken mit sich zu führen, um unterschiedliche Materialien zu bearbeiten. Dies ist für die Arbeit vor Ort aufwendig und daher abzulehnen.
- Auch der bekannte Weg, herkömmliche Handschweißextruder mit festen Untersetzungsgetrieben zu versehen führt dazu, daß in Abhängigkeit des verwendeten Schweißdrahtes und der damit verbundenen Materialeigenschaften des Schweißdrahtes unterschiedliche Extruder, nämlich mit unterschiedlichen Getrieben mit sich geführt werden müssen. Dies ist ebenfalls nachteilig und abzulehnen.
- Die
DE 26 26 560 A1 offenbart ein Handschweißgerät zur Verarbeitung thermoplastischer Kunststoffe bei kontinuierlichem Einzug des festen Schweißmaterials am unbeheizten Anfang und kontinuierlichen Austrag des plastischen Schweißmaterials am beheizten Ende eines an einem Gehäuse angeordneten Rohres. Das Handschweißgerät umfaßt ein Antriebsaggregat in Form einer Handbohrmaschine mit einem Antriebszahnrad, wobei das Antriebszahnrad mit einem Zahnrad eines Drehkörpers in Eingriff gebracht wird, wobei der Drehkörper im Inneren des Rohres angeordnet ist und ein Förderelement zum Einzug des Schweißmaterials bildet. Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad und dem Zahnrad des Drehkörpers kann durch Auswechseln der Zahnräder geändert werden. Abtriebsseitig schließt sich an das Förderelement ein geheiztes Rohr an, wobei das Rohr mittels einer Überwurfmutter an dem Gehäuse des Förderelementes befestigt ist. - Die
US 5,005,731 A - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Wechselgetriebe für einen Handschweißextruder mit einem motorischen Antrieb in Form einer Bohrmaschine bereit zu stellen. Weiterhin soll das Wechselgetriebe eine kompakte Bauform aufweisen und leicht zu wechseln sein.
- Gelöst werden die Aufgaben mittels eines Getriebes mit den technischen Merkmalen des unabhängigen Anspruches.
- Die vorliegende Erfindung geht von einem Handschweißextruder aus, umfassend eine Bohrmaschine als motorischen Antrieb sowie eine Extrudereinrichtung mit wenigstens einer Extruderschnecke, einem Drahteinzug für den Schweißdraht sowie gegebenenfalls einer Heizeinrichtung.
- Die Neuerung besteht in einem Wechselgetriebe, das zwischen dem Kopf der Bohrmaschine und der Extrudereinrichtung angeordnet wird. Das Wechselgetriebe untersetzt die Drehzahl der Abtriebswelle der Bohrmaschine gegenüber der Extrudereinrichtung. Erfindungsgemäß ist das Wechselgetriebe so ausgestaltet, daß es leicht mit der Bohrmaschine sowie der Extrudereinrichtung verkoppelt werden kann. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit die Extrudereirichtung ohne Wechselgetriebe direkt durch die Bohrmaschine anzutreiben, wodurch hohe Drehzahlen an die Extruderschnecke weitergeben werden. Bei Einsatz des Wechselgetriebes wird die Drehzahl der Extruderschnecke bei gleicher Drehzahl des motorischen Antriebes verringert und steht zur Verwendung mit Schweißdrähten zur Verfügung, die geringere Drehzahlen der Extruderschnecke benötigen.
- Der Vorteil hieraus liegt auf der Hand. Der Monteur vor Ort ist durch das erfindungsgemäße Wechselgetriebe nicht mehr genötigt, mehrere Schweißextruder zum Ort der Verwendung zu bringen. Vielmehr muß er allein das vom Gewicht und Umfang wesentlich kleinere Wechselgetriebe mit sich führen.
- Ein weiterer Vorteil des Wechselgetriebes besteht darin, daß mit der Reduzierung der Drehzahl eine Erhöhung des Drehmomentes einhergeht. Weiterhin besteht ein Vorteil des erfindungsgemäßen Wechselgetriebes darin, daß keine baulichen Veränderungen an einem herkömmlichen Handschweißextruder notwendig sind, um das Wechselgetriebe zum Einsatz zu bringen.
- Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Figuren beschrieben.
-
1 zeigt den Handschweißextruder20 mit der Bohrmaschine21 als motorischen Antrieb. Darauf angeordnet ist das Schaltpult22 enthaltend ein Steuerungspaneel zur Temperaturregelung der Extrudereinrichtung23 . Gegebenenfalls kann die erweiterte Steuereinrichtung22 auch eine zusätzliche elektronische Steuerung zur Ansteuerung der Bohrmaschine21 enthalten. Die Bohrmaschine selbst weist ein übliches integriertes Getriebe auf. - Zwischen der Bohrmaschine
21 und der Extrudereinrichtung23 ist das Wechselgetriebe24 angeordnet. -
2 zeigt das Wechselgetriebe24 in entkoppeltem Zustand von der Extrudereinrichtung23 sowie der Bohrmaschine21 . Die Bohrmaschine21 sowie die Extrudereinrichtung23 sind zeichnerisch abgebrochen dargestellt. - Erfindungsgemäß kann grundsätzlich jede geeignete Extrudereinrichtung verwendet werden. In der dargestellten Ausführungsform zeigt die Extrudereinrichtung
23 den Extruderzylinder1 in dem die Extruderschnecke2 angeordnet ist. - Umlaufend um den Extruderzylinder
1 ist die Luftkappe3 angeordnet. Die Luftkappe3 dient zur Führung von Luft zur Kühlung des Einzugsbereiches der Extruderschnecke. Die hierbei erwärmte Luft kann durch eine weitere Heizeinrichtung erhitzt und zur Erwärmung der Extruderschnecke verwendet werden. Umlaufend um die Extrudereinrichtung ist ein Ring6 angeordnet, zur Aufnahme eines Handgriffes für den Bediener. - Weiterhin umfaßt die Extrudereinrichtung ein Einzugsgehäuse
5 zur Einführung des Schweißdrahtes (nicht gezeigt). Der Zylinder des Einzugsgehäuses5 wird mit Befestigungsschrauben4 gehalten. - Die Extruderschnecke
2 ist drehbar im Extruderzylinder2 angeordnet, durch das Axiallager7 gelagert sowie durch den Seegerring8 axial gesichert. Antriebsseitig ist eine Klemmbuchse19 angeordnet zur Aufnahme des Getriebehalses des Wechselgetriebes18 oder des Getriebehalses der Bohrmaschine15 , je nach dem ob das Wechselgetriebe eingebaut ist oder nicht. - Die Bohrmaschine
21 zeigt in der abgebrochenen Darstellung den Getriebehals15 , des Antriebs auf dem ein Stift16 angeordnet sein kann. Der Stift16 dient als Verdrehsicherung im Eingriff mit dem Wechselgetriebe. - Der motorische Antrieb erfolgt über den Elektromotor der Bohrmaschine (nicht gezeigt), wobei der Abtrieb über die Abtriebswelle
13 erfolgt. Die Abtriebswelle13 kann gegebenenfalls mit einer Paßfeder14 versehen sein. - Das Wechselgetriebe
24 ist erfindungsgemäß als Planetengetriebe ausgeführt. Das Untersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb ist fest vorgegeben. Geeignete Untersetzungsverhältnisse sind 2:1, 3:1 oder 5:1. In Abhängigkeit der Anwendung können aber auch andere geeignete Untersetzungsverhältnisse gewählt werden. - Erfindungsgemäß ist das Planetengetriebe mit einem feststehenden Hohlrad ausgeführt. Das Hohlrad kann in das Gehäuse des Wechselgetriebes integriert sein. Ein Verdrehen des Hohlrades, das das äußere Gehäuse des Wechselgetriebes bilden kann oder mit diesem formschlüssig verbunden ist, wird gegenüber der Bohrmaschine mittels Stift
16 verhindert. Der Stift16 wirkt als Verdrehsicherung und ist im montierten Zustand im Eingriff mit einer entsprechenden Ausnehmung in der Getriebehalsaufnahme17 des Wechselgetriebes. - Gegenüber der Extrudereinrichtung weist das Wechselgetriebe identische Abmaße wie der Bohrmaschinenkopf auf. D.h. die Abtriebswelle
13 sowie der Getriebehals15 der Bohrmaschine zeigen die gleichen Abmessungen wie die Abtriebswelle9 und der Getriebehals18 des Wechselgetriebes. Der Getriebehals18 des Wechselgetriebes weist ebenfalls einen Stift als Verdrehsicherung auf (nicht gezeigt), der in eine entsprechende Ausnehmung in der Getriebehalsaufnahme19 der Extrudereinrichtung angeordnet ist. Anders ausgedrückt sind die Antriebsseite sowie die Abtriebsseite des Getriebes komplementär ausgeführt. Hieraus ergibt sich auch der weitere Vorteil, dass mehrere der Wechselgetriebe hintereinander gekoppelt werden können. Eine entsprechend größere Untersetzung am Eingang der Extrudereinrichtung wird somit erreicht, gegenüber der Verwendung eines einzelnen Getriebes. - Im weiteren erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Wechselgetriebe der Antrieb in an sich bekannter Weise über die Antriebswelle, verbunden mit dem Sonnenrad. Der Abtrieb über die Abtriebswelle, verbunden mit dem Planetenträger sowie den Planetenrädern. Ein umgekehrter Aufbau, wobei der Abtrieb über das Sonnenrad und der Antrieb über die Planetenräder erfolgt, ist ebenfalls möglich.
- Die erfindungsgemäße Bauform des Wechselgetriebes zeigt sich durch eine geringe Baugröße bei gleichzeitig hoher Standfestigkeit aus. Weiterhin sind die Drehrichtungen der Eingangswelle
12 des Getriebes sowie der Abgangswelle9 des Getriebes identisch. Letzteres ermöglicht den Verzicht von weiteren Baugruppen zur Umlenkung der Drehrichtung der Antriebsachsen. - Das erfindungsgemäße Wechselgetriebe ermöglicht in vorteilhafter Weise die Verwendung unterschiedlicher Schweißdrahtmaterialen bei unterschiedlichen Nenndrehzahlen der Extruderschnecke bei gleichzeitiger Beibehaltung der Nenndrehzahl des motorischen Antriebes in Form einer Bohrmaschine. Durch einfaches Auswechseln des Getriebes, wobei der Betrieb mit unterschiedlichen oder ohne Wechselgetriebe möglich ist, können unterschiedliche Schweißdrahtmaterialien mittels eines Schweißextruders verwendet werden.
Claims (4)
- Getriebe für einen mit einer Bohrmaschine angetriebenen Handschweißextruder, umfassend ein Planetengetriebe, eine Antriebswelle sowie eine Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengehiebe als Wechselgetriebe (
24 ) ausgebildet ist, das antriebsseitig eine Getriebehalsaufnahme (17 ) zur Aufnahme des Getriebehalses der Bohrmaschine (15 ) und abtriebsseitig einen Getriebehals (18 ) aufweist, wobei der Getriebehals (18 ) des Wechselgetriebes (24 ) komplementär zur antriebsseitigen Getriebehalsaufnahme (17 ) ausgebildet ist, und wobei weiterhin das Hohlrad des Wechselgetriebes feststehend ist. - Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselgetriebe ein Untersetzungsverhältnis zwischen An- und Abtrieb von 2:1 oder 3:1 oder 5:1 aufweist.
- Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad einen Teil des Gehäuses bildet.
- Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebehals (
18 ) mit einer Verdrehsicherung versehen ist, die in eine Ausnehmung in der Getriebehalsaufnahme der Extrudereinrichtung (19 ) eingreift und weiterhin die Getriebehalsaufnahme des Getriebes (17 ) eine Ausnehmung zur Aufnahme einer Verdrehsicherung (16 ) des Getriebehalses der Bohrmaschine (15 ) aufweist.
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