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Die
Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere für Extrusionsanlagen
und dergleichen.
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Es
sind Untersetzungsgetriebe mit Zahnrädern der Art mit parallelen
Achsen, mit Schnecken und Planetenuntersetzungsgetriebe bekannt,
die im Wesentlichen aus einem Gehäuse zum drehbaren Lagern und
Aufnehmen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle bestehen.
Zwischen diesen Wellen sind eine oder mehrere Untersetzungsstufen
angeordnet, um die am Eingang von einem mit der Antriebswelle verbundenen
Motor auf diese Welle übertragene
Drehgeschwindigkeit für
die Abtriebswelle auf einen reduzierten Wert zu bringen und gleichzeitig
eine Zunahme des zu übertragenden
Drehmoments zu erhalten.
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Derartige
Getriebe werden in verschiedenen Anwendungsgebieten eingesetzt,
wie beispielsweise bei der Verarbeitung polymerer Materialien, wo
sie in Maschinen wie Extrusionsanlagen Verwendung finden. Solche
Maschinen bestehen im Wesentlichen aus einem geheizten Zylinder,
in dem sich eine Schraube dreht, die das Polymer (welches in körniger Form
durch einen Trichter eingeführt
wird) schmelzt und zu einer Düse
befördert,
wo es in warmem Zustand eingespritzt wird, um am Ausgang ein Profil oder
ein ähnliches
Halbzeug zu erhalten. Die Schraube der Extrusionsanlage wird von
einem Motor mittels Zwischenschalten eines Untersetzungsgetriebes,
gewöhnlich
der Art mit parallelen Achsen mit mehreren Untersetzungsstufen,
drehbar mitgenommen.
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Um
die auftretenden Beanspruchungen auszuhalten, haben die Getriebe
dieser Art jedoch großzügige Abmessungen
und damit einen beachtlichen Platzbedarf, ein höheres Gewicht und folglich
auch höhere
Fertigungskosten. Zudem ist die Montage dieser Getriebe auf Grund
ihrer Bauweise schwierig, und auch Wartungsarbeiten oder andere
Arbeiten, die in ihrem Inneren auszuführen sind, werden erschwert.
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben
erwähnten
Probleme zu lösen,
indem ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere für Extrusionsanlagen und dergleichen
angegeben wird, das größere Drehmomente überträgt und trotzdem
kleinere Ausmaße
und somit ein geringes Gewicht und niedrige Fertigungskosten hat.
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Im
Rahmen dieser Aufgabe ist ein Getriebe anzugeben, dessen Bauweise
seine Montage sowie Wartungsarbeiten und sonstige Arbeiten in seinem Inneren
erleichtert.
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Ferner
ist ein Getriebe anzugeben, das auf Grund seiner besonderen Ausführungseigenschaften in
der Lage ist, größte Verlässlichkeit
und Sicherheit im Gebrauch zu garantieren.
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Schließlich ist
eine einfache Struktur anzugeben, die sich durch eine relativ einfache
praktische Ausführung
und effiziente Funktion auszeichnet und die zudem unter wirtschaftlichen
Aspekten wettbewerbsfähig
ist.
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Diese
und andere Aufgaben, die im folgenden deutlicher werden, löst ein Untersetzungsgetriebe,
insbesondere für
Extrusionsanlagen und dergleichen der Art mit einem Gehäuse zum
drehbaren Lagern und Aufnehmen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass es zumindest eine Untersetzungsstufe
der Art mit parallelen Achsen enthält, die wirkungsmäßig mit
zumindest einer Untersetzungsstufe der Art der Planetengetriebe
verbunden ist, wobei die Untersetzungsstufen zwischen der Antriebswelle
und der Abtriebswelle angeordnet sind.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich
größtenteils
aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung eines bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen
Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebes,
das als nicht einschränkendes
Beispiel in den beigefügten
Figuren dargestellt ist, in denen zeigen:
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1 eine
teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines Getriebes nach
vorliegenden Erfindung;
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2 eine
andere perspektivische Ansicht des gleichen Getriebes;
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3 einen
Schnitt entsprechend einer vertikalen Ebene durch eine Achse 34 des
Getriebes; und
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4 eine
perspektivische Ansicht einer Untersetzungsstufe mit parallelen
Achsen und einer Planetenstufe des Getriebes nach vorliegender Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren ist ein Getriebe nach vorliegender Erfindung
insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
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Das
Getriebe 1 enthält
ein Gehäuse 2 zum drehbaren
Lagern und Aufnehmen einer Antriebswelle 3 und einer Abtriebswelle 4,
zwischen denen eine Unterset zungsstufe mit parallelen Achsen 5 und
eine Planeten-Untersetzungsstufe 6 angeordnet sind, die ineinander
eingreifend verbunden sind. Die Stufen 5, 6 sind
in einem ersten Raum 2a des Gehäuses 2 angeordnet,
der von einem ersten abnehmbaren Deckel 7 dicht verschlossen
wird.
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Der
erste Deckel 7 ist mit einem kastenförmigen Gehäuse 7a ausgestattet,
in dessen Innerem die Stufe mit parallelen Achsen 5 angeordnet
ist, deren Bauteile über
vorgesehene seitliche Öffnungen
dieses Gehäuses 7a eingeführt sind.
Der Deckel 7 hat zudem eine weite runde Öffnung 7b,
die durch eine Scheibe 8 mittels vorgesehener Befestigungsmittel dicht
verschlossen ist. Die Scheibe 8 erlaubt das Ausführen von
Inspektions- und Reinigungsarbeiten im Inneren des ersten Deckels 7.
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Genauer
gesagt enthält
die Stufe mit parallelen Achsen 5 die Antriebswelle 3,
die zum Verbinden mit einem Motor durch ein Loch in der Scheibe 8 aus dem
Getriebe 1 austritt. Die Dichtung zwischen Antriebswelle 3 und
Scheibe 8 erfolgt durch einen ersten Dichtungsring 9.
Die Antriebswelle 3 ist von zwei Lagern 10a, 10b drehbar
gelagert. Das erste Lager 10a ist zwischen einer von dem
Gehäuse 7a definierten
Schulter und einer Schulter angebracht, die von einer Seite eines
auf der Antriebswelle 3 vorgesehenen Antriebsrads 11 definiert
ist. Das zweite Lager 10b ist zwischen einer von der anderen
Seite des Antriebsrads 11 definierten Schulter und einem
ersten Drahtsprengring 12 angebracht, wobei ein erster
Anschlagring 13 dazwischen angeordnet ist. Der erste Drahtsprengring 12 ist
in einen entsprechenden ringförmigen
Sitz in dem Gehäuse 7a in
der Nähe
der Antriebswelle 3 eingesetzt.
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Die
Antriebswelle 3 wird von dem Motor, mit dem sie verbunden
ist, in Drehung versetzt, und die Zähne des Antriebsrads 11 greifen
in die Zähne
eines getriebenen Rads 14 ein, das auf eine getriebene Welle 15 aufgepresst
ist, die parallel zur Antriebswelle 3 ist.
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Die
getriebene Welle 15 ist innen hohl und ist von zwei Lagern 16a, 16b drehbar
gelagert. Das erste Lager 16a ist zwischen einer von dem
Gehäuse 7a definierten
Schulter und einem an einer Seite des getriebenen Rads 14 anliegenden
ersten Abstandring 17 angebracht. Das zweite Lager ist
zwischen einem an der anderen Seite des getriebenen Rads 14 anliegenden
zweiten Abstandring 18 und einem zweiten Drahtsprengring 19 angebracht,
wobei ein zweiter Anschlagring 20 dazwischen angeordnet
ist. Der zweite Drahtsprengring 19 ist in einem entsprechenden
ringförmigen
Sitz 7a eingesetzt, der an dem Gehäuse 7a in einem Abschnitt
in der Nähe
der Scheibe 8 ausgebildet ist.
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Die
getriebene Welle 15 tritt mit einem mit einer Innenzahnung
versehenen Ende 15a aus dem Gehäuse 7a in das Innere
des Raums 2a aus, um mit einem ersten gezahnten Ende 21a eines
Sonnenrads 21 der Planetenuntersetzungsstufe 6 in
Eingriff zu treten. Das Sonnenrad 21 ist innen hohl und
steht mit seinem zweiten gezahnten Ende 21b mit mehreren Planetenrädern 22 in
Eingriff, die drehbar auf den Zapfen 23 eines Planetenträgers 24 gelagert
sind.
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Die
Planetenräder 22 stehen
ihrerseits mit einem Zahnkranz 25 in Eingriff, der mit
Befestigungsmitteln 26 fest an dem Gehäuse 2 des Getriebes 1 befestigt
ist, und der Planetenträger 24 ist
mit der Abtriebswelle 4 drehbar verbunden, die in einem
zweiten Raum 2b des Gehäuses
aufgenommen ist. Die Abtriebswelle 4 ist von zwei Lagern 27a, 27b drehbar gelagert.
Das erste Lager 27a ist zwischen einem dritten Drahtsprengring 28 und
einer die Räume 2a und 2b trennenden
durchbohrten Scheidewand 29 angebracht. Das zweite Lager 27b ist
zwischen einer Schulter, die von einem zweiten abnehmbaren Deckel 30 zum
dichten Verschließen
des Raums 2b definiert ist, und einer weiteren Schulter
angebracht, die von einem ringförmigen
Bund 31 der Abtriebswelle 4 definiert ist.
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Der
Bund 31 definiert von der anderen Seite einen Anschlag
für ein
Drucklager 32, das in einem Sitz aufgenommen ist, der in
dem zweiten Raum 2b in einem an die Planetenstufe 6 angrenzenden
Abschnitt des Gehäuses 2 ausgebildet
ist.
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Die
Dichtung zwischen der Abtriebswelle 4 und dem zweiten Deckel 30 erfolgt
durch einen zweiten und einen dritten Dichtungsring 33a, 33b.
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Die
Abtriebswelle 4 ist wie das Sonnenrad 21 und die
getriebene Welle 15 hohl, und alle sind koaxial zu einer
Achse 34. Genauer gesagt sind die Wellen 4 und 15 und
das Sonnenrad 21 hohl, um ein hohles Innenrohr 35 aufzunehmen,
dessen eines Ende fest mit der Abtriebswelle 4 verbunden
ist, während das
andere Ende über
ein zweites Loch in der Scheibe 8 aus dem Getriebe 1 austritt.
Die Dichtung zwischen Scheibe 8 und Innenrohr 35 erfolgt
mittels eines vierten Dichtungsrings 36, und das Innenrohr 35 ist
von einem Lager 35a drehbar gelagert, das in einem Sitz
innerhalb des Endes 15b der getriebenen Welle 15 aufgenommen
ist.
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In
der Praxis bewirkt der Motor das Drehen der Antriebswelle 3 mit
einer bestimmten Drehgeschwindigkeit, und eine erste Untersetzung
erfolgt durch die erste Stufe mit parallelen Achsen 5 zwischen
dem Antriebsrad 11 und dem auf die getriebene Welle 15 aufgepressten
getriebenen Rad 15. Die getriebene Welle 15 nimmt
das Sonnenrad 21 der Planetenstufe 6 drehbar mit,
die ein höheres
Untersetzungsverhältnis
ermöglicht.
Das Sonnenrad 21 versetzt die Planetenräder 22 in Drehung,
die sich im Inneren des fest mit dem Gehäuse 2 verbundenen Zahnkranzes 25 drehen
und deren Achsen sich entlang einem Kreis bewegen und den Planetenträger 24 drehbar
mitnehmen. Der Träger 24 dreht
sich mit einer geringeren Geschwindigkeit als das Sonnenrad 21,
nämlich
einer reduzierten Geschwindigkeit, die er auf die Abtriebswelle 4 überträgt, mit
der er drehbar verbunden ist.
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An
der Abtriebswelle 4 ist eine Schraube einer Extrusionsanlage
koaxial befestigt, deren Axialdruck sich auf das Drucklager 32 entlädt und die leicht
entfernt werden kann, da das Innenrohr 35 vorhanden ist,
durch das ein Werkzeug zum Abziehen der Schraube eingeführt werden
kann.
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Dadurch,
dass in der Planetenstufe 6 das Sonnenrad 21 mit
mehreren Planetenrädern
mehrfach in Eingriff steht, können
die Lasten auf diese verteilt werden. Die auf die Zähne wirkenden
Kräfte
sind viel kleiner (und zwischen ihnen ausgegli chen), und folglich
sind die Abmessungen der Räderpaare
klein. Die Planetenstufe 6 ermöglicht also dem Planetenträger 24 das Übertragen
höherer
Drehmomente bei dennoch kompakten Abmessungen.
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Wie
gesagt, ist der mit dem Gehäuse 7a ausgestattete
erste Deckel 7 von dem Gehäuse 2 des Getriebes 1 abnehmbar.
Dies erleichtert den Zusammenbau des Getriebes 1 erheblich,
da es die Montage der Stufe mit parallelen Achsen 5 komplett
außerhalb
des Getriebes 1 ermöglicht.
Zudem erleichtert das einfache Abnehmen des ersten Deckels 7 mit
der Stufe mit parallelen Achsen 5 jegliche Arbeiten, die im
Inneren des Getriebes 1 vorzunehmen sind, wie beispielsweise
Wartungsarbeiten, Nachstellen der Lager und dergleichen.
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Vorteilhafterweise
kann in dem Gehäuse 2a des
Getriebes 1 eine Pumpe 37 für Schmieröl aufgenommen werden, die an
dem Gehäuse 7a befestigt und
von einer Welle 38 betätigt
ist, die koaxial zu der Antriebswelle 3 und mittels Haltestiften 39 mit
dieser drehbar verbunden ist.
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Die
Pumpe 37 erlaubt die korrekte Schmierung zumindest der
Stufe mit parallelen Achsen 5 über vorgesehene Rohre 40 für das Öl, so dass gleichzeitig
Reibungen und Verluste durch Klappern vermindert werden, wodurch
der energetische Wirkungsgrad des Getriebes 1 gesteigert
wird.
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Die
Montage der Pumpe 37 an dem Gehäuse 7a erfolgt bei
von dem Gehäuse 2 abgenommenem
erstem Deckel 7.
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Falls
höhere
Leistungen zu übertragen
sind, die die Kühlung
des Getriebes 1 erforderlich machen, ist vorteilhafterweise
ein Kühlkreislauf
vorgesehen, der aus einem zwischen einer Doppelwand 42 des ersten
Deckels 7 definierten Zwischenraum 41 besteht.
Der Zwischenraum 41 erlaubt den Durchgang einer Kühlflüssigkeit
von einer Eingangsöffnung 43 zu
einer Ausgangsöffnung 44,
die im ersten Deckel 7 vorgesehen sind und mit einer Kühlanlage
in Verbindung stehen. Wenn als Kühlflüssigkeit
Wasser verwendet wird, kann das Getriebe einfach an eine Wasserleitung
oder einen Brunnen angeschlossen sein.
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In
der Praxis hat sich gezeigt, wie die Erfindung die eingangs gestellten
Aufgaben vollkommen löst,
da das Getriebe 1 dank der vorgesehenen Planetenstufe 6 verringerte
Ausmaße
aufweist und folglich ein niedrigeres Gewicht und geringere Fertigungskosten
hat. Zudem erleichtert, wie vorstehend beschrieben, der erste abnehmbare
Deckel 7 den Zusammenbau des Getriebes 1 selbst
sowie jegliche in seinem Inneren auszuführenden Arbeiten.
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Zahlreiche
Modifikationen und Variationen der so konzipierten Erfindung sind
möglich,
die alle im Rahmen des Erfindungsgedankens liegen. Beispielsweise
sieht eine mögliche
Variante vor, dass das Drucklager 32 in einem Sitz aufgenommen
ist, der in einem Abschnitt des Gehäuses 2 angrenzend an
die Stufe mit parallelen Achsen 5 ausgebildet ist. Bei
einer anderen Variante ist die Pumpe 37 der Schmieranlage
außerhalb
des Getriebes 1 auf dem ersten Deckel 7 montiert
und von der Welle 15 über vorgesehene
Eingriffsmittel betätigt.
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Auch
können
alle Einzelteile durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt
werden.
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Bei
den dargestellten Ausführungsbeispielen können einzelne
Merkmale, die in Verbindung mit bestimmten Beispielen beschrieben
sind, in der praktischen Ausführung
mit anderen Merkmalen ausgetauscht werden, die bei anderen Ausführungsbeispielen
vorhanden sind.
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Bei
der praktischen Ausführung
sind die verwendeten Materialien sowie die Formen und Abmessungen
je nach den Erfordernissen und dem Stand der Technik frei wählbar, ohne
dadurch vom Schutzumfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.