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Vorrichtung zum Antrieb von Mehrfachschneckenpressen zur Verarbeitung
thermoplastischer Massen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb von
Mehrfachschneckenpressen zur Verarbeitung thermoplastischer Massen, deren Schnecken
durch Beschleunigung oder Verzögerung Drehzahl-Relativbewegungen gegeneinander ausführen,
wobei sich die Stege der jeweils benachbarten Schnecken periodisch einander nähern
oder voneinander entfernen.
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Mit einem solchen Antrieb, bei dem den einzelnen Schnecken der Mehrfachschneckenpresse
sich periodisch ändernde Drehgeschwindigkeiten erteilt werden, soll vornehmlich
die Knetwirkung der Schnekken verbessert werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bereits
ein Antrieb bekannt, bei dem ein aus exzentrisch gelagerten, elliptisch oder nach
anderen Wälzkurven geformten Zahnrädern bestehendes Umlaufgetriebe für den Antrieb
der Schnecken verwendet ist. Hierdurch wird erreicht, daß den Schnecken periodische
Drehzahlverzögerungen und -beschleunigungen erteilt werden, wobei sich die Schneckengänge
und -stege der einzelnen Schnecken in wechselnder Folge einander nähern und wieder
voneinander entfernen, so daß zwischen den Flanken der Schneckengänge abwechselnd
verdichtete oder verdünnte Zonen in dem Knetgut entstehen. Mit einem solchen periodischen
Umlaufgetriebe läßt sich zwar der Kneteffekt der Schnecken erheblich steigern.
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Allerdings stößt die Verwendung solcher Getriebe mit elliptischen
oder sonstwie geformten Wälzbahnen versehenen und exzentrisch gelagerten Zahnrädern
insbesondere dann auf erhebliche konstruktive Schwierigkeiten, wenn der Ausstoßeffekt
der Schnecken konstant gehalten werden soll. Nachteilig ist ferner, daß sich bei
diesem vorbekannten Antrieb die Größe der Oszillationsbewegungen der Schnecken nicht
ändern läßt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten und
Nachteile zu beheben.
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Der erfindungsgemäße Antrieb für Mehrfachschneckenpressen kennzeichnet
sich dadurch, daß zwischen den Antriebswellen der Schnecken und dem Antriebsmotor
je ein Planetengetriebe eingeschaltet ist, dessen Gehäuse mit der Triebwelle eines
eine intermittierende Bewegung ausführenden zweiten Motors kraftschlüssig gekuppelt
ist.
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Das Planetengetriebe kann aus Kegelrädern nach Art eines Autodifferentialgetriebes
bestehen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs
ist zwischen dem Motor und dem Antrieb der Differentialgehäuse ein Kurbeltrieb eingeschaltet,
der aus einer auf der Motorwelle sitzenden Kurbelscheibe und daran angelenkter Zahnstange
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steht, deren sinusförmige hin- und hergehende Bewegung kraftschlüssig über Zahnräder
auf die in gleichem Drehsinn umlaufenden Gehäuse der Planetengetriebe übertragen
wird. Die Anwendung von derartigen Kegelrad-Differentialgetrieben in Verbindung
mit dem Kurbelantrieb für die Erzeugung der die Grunddrehbewegung der Schnecken
überlagernden Oszillationsbewegung stellt eine betriebssichere und in konstruktiver
Hinsicht ohne Schwierigkeiten zu verwirklichende Lösung dar.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Antriebs, die sich durch geringere Fertigungskosten auszeichnet, ist zwischen den
Antriebswellen der Schnecken und dem Antriebsmotor je ein Stirnradgetriebe eingeschaltet,
wobei das von dem die Grunddrehbewegung der Schnecken bewirkenden ersten Motor angetriebene
Zahnrad über ein verstellbares Zahnradgetriebe mit dem auf der Schneckenwelle sitzenden
Zahnrad kraftschlüssig gekuppelt ist und das Zahnradgetriebe im wesentlichen aus
zwei gegenläufig umlaufenden kleineren Planetenrädern besteht, die jeweils mit dem
motorseitigen und dem schneckenseitigen Zahnrad kämmen. Bei einem solchen Getriebe
wird die oszillierende Bewegung erfindungsgemäß zweckmäßig dadurch herbeigeführt,
daß die Planetenräder jeweils in doppelseitigen, um die Achsen der Zahnräder schwenkbaren
Bügeln gelagert sind und daß diese Bügel über Lenkstangen oder Laschen mit der auf
der Welle des die Oszillationsbewegung bewirkenden zweiten Motors sitzenden Kurbelscheibe
verbunden sind. Je nach der Bewegung der von einer Kurbel angetriebenen Lenkstange
werden die Bügel als Lagerstellen für das Stirnradgetriebe nach der einen oder der
anderen Seite auf den Zahnrädern bewegt, wodurch diese beschleunigt bzw. verzögert
werden. Diese
Beschleunigungs- und Verzögerungsbewegung wird über
weitere Zahnräder auf die Schneckenspindeln übertragen.
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Die Verwendung einer Kurbelscheibe erlaubt eine weitgehende Regelung
dieser Verzögerungs- und Beschleunigungsbewegungen bei verhältnismäßig geringem
konstruktivem Aufwand, so daß die gesamte Anordnung sehr wirtschaftlich ist und
sich den jeweiligen Betriebsbedingungen anpassen läßt. Da bei dem erfindungsgemäßen
Antrieb, bei dem den Schnecken eine gegenläufige Drehbewegung erteilt wird, die
Verzögerung der einen Schnecke jeweils genau der Beschleunigung der anderen Schnecke
entspricht, ist die Summe der beiden Schneckengeschwindigkeiten stets konstant.
Dies hat den Vorteil, daß der Ausstoßeffekt der beiden eine Oszillationsbewegung
ausführenden Schnecken konstant gehalten wird, was für eine kontinuierliche Arbeitsweise
der Schneckenpresse von Bedeutung ist. Auf Grund der Verwendung eines besonderen
Antriebs für die Erzeugung der die Schneckendrehbewegung überlagernden Oszillationsbewegungen
erhält man die Möglichkeit, die Größe bzw. Amplitude der Oszillationsbewegung in
einfacher Weise einzustellen. Dies kann z. B. leicht durch Verstellen des Kurbelhubs
erreicht werden. Ferner läßt sich durch Drehzahländerung des die Oszillationsbewegung
erzeugenden Hilfsantriebs jedes beliebige Verhältnis der Frequenz der Oszillationsbewegung
zu der Grunddrehbewegung der Schnecken einstellen, so daß auch in dieser Hinsicht
eine Anpassung an den jeweils zur Bearbeitung gelangenden Werkstoff möglich ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Antriebsvorrichtungen zarge stellt. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf den Antrieb
von Dop peischnecken mit gegenläufigem Gewinde in schema tischer Darstellung und
aufgeschnittenen Gehäusen der Differentialgetriebe, F i g. 2 eine Seitenansicht
auf den Sekundärantrieb mit zweitem Motor, F i g. 3 eine Draufsicht auf den Antrieb
von Dop pelschnecken mit gegenläufigem Gewinde und aufgeschnittenen Lagerstellen
eines Stirnradgetriebes mit Planetenrädern in schematisierter vereinfachter Dar
stellung, Fig.4 eine Ansicht auf das Stirnradgetriebe mit den Antriebszahnrädern
für die Schnecken und den Hilfsmotor für die schwingende Bewegung.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 erfolgt der Antrieb der Schnecken
von dem Motor 1 aus über Stirnzahnräder 2, 3, das Differentialgetriebe 7 und über
Stirnräder 8, 9 auf die Antriebswelle 10 der Schnecke 11. Mit dem Stirnrad 3 kämmt
ein zweites, gleiches Stirnrad 4, welches über das Differentialgetriebe 5 und über
ein Stirnrad 12 das Stirnrad 13 auf der Antriebswelle 14 der Schnecke 15 antreibt.
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Die Gänge der Schnecke 15 sind gegenläufig den Gängen der Schnecke
11. Beide Schnecken drehen in entgegengesetzter Richtung. Die Übertragung der Drehbewegung
von dem Stirnzahnrad 2 über die Stirnräder 3 und 4 auf die beiden Differentialgetriebe7
und 5 hat zur Folge, daß deren Drehbewegung sich umkehrt. Die beiden Differentialgehäuse
5 a, 7 a tragen iehrerseits Stirnzahnräder 17, 18, die über ein Zwischenzahnrad
19 miteinander im Eingriff stehen, so daß die beiden Differentialgehäuse stets in
gleichem Drehsinn drehen. Da sich
aber die Schnecken im Gegensinn drehen, erleidet
eine der beiden Schnecken eine Verzögerung, die zweite eine Beschleunigung. Das
Zahnradl8 wird über ein Zwischenzahnrad 20 und ein weiteres Zahnrad 21 angetrieben,
auf dessen Achse ein mit der Zahnstange 23 kämmendes Zahnrad 22 befestigt ist.
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Die Zahnstange selbst ist an eine Kurbelscheibe24 auf der Welle des
Hilfsmotors oder zweiten Motors 25 angelenkt. Durch diesen Hilfsmotor wird bei der
Drehung die Zahnstange 23 hin- und herbewegt und dadurch auch den Zahnrädern 21,
22 eine hin- und hergehende Bewegung erteilt, die über die Zahnräder 20,17,18,19
auf die Differentialgehäuse 5 a, 7 a übertragen wird. Diese Differentialgehäuse
führen daher ebenfalls pendelnde Bewegungen aus, die über die Stirnräder 8, 9, 12
und 13 den Schnecken als zusätzliche oszillierende Bewegung aufgedrückt werden.
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Da der Kurbelhub der Kurbelscheibe 24 einstellbar ist, kann das Ausmaß
dieser Beschleunigungs- bzw.
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Verzögerungsbewegungen in gewünschten Grenzen geregelt werden.
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Bei der Ausführung nach F i g, 3 und 4 ist an Stelle der Kegelradgetriebe
ein Stirnradgetriebe getreten.
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Der Hauptantrieb der Schneckenspindel erfolgt auch hier wieder über
den Motor 45 mit einem Ritzel 26 auf das Zahnrad 27, dessen Nabe 28 lose auf einer
Welle 29 sitzt. Dem Zahnrad 27 gegenüber ist auf der gleichen Nahe 28 ein zweites
Stirnzahnrad 30 angebracht, das mit dem Planetenrad31 im Eingriff steht. Dieses
Planetenrad ist verhältnismäßig breit, sodaß es gleichzeitig auch mit dem danebenliegenden
Planetenrad 32 kämmt. Das Planetenrad 32 steht wiederum im Eingriff mit dem Stirnzahnrad
33, das auf der Welle 29 aufsitzt. Die verlängerte Welle 29 trägt ein weiteres kleineres
Zahnrad 34, das über ein Zwischenrad 35 mit einem auf der Schnecke 37 sitzenden
Ritzel 36 im Eingriff steht. Die Schnecke wird also über die Planetenräder 31, 32
angetrieben. In gleicher Weise erfolgt der Antrieb auf der gegenüberliegenden Seite
für die Schnecke 38, weshalb für diese Getriebeteile die gleichen Bezugsz,eichen
gewählt sind. Die beiden Planetenräder 31 und 32, die wechselseitig mit den Stirnzahnrädern
30 und 33 im Eingriff stehen und auf der Peripherie dieser Räder abrollen, sind
verstellbar in den zwei durch Gelenkstangen 40 a verbundenen Bügeln 39 und 40 gelagert,
die schwenkbar um die Mittelachse der Welle 29 gehalten sind. Sie stehen über die
Laschen 41 und 42 in gelenkiger Verbindung mit der Kurbelscheibe 43, die auf der
Welle des Hilfsmotors oder zweiten Motors 44 befestigt ist. Die Bewegungsvorgänge
bzw. Drehrichtungen sind die gleichen wie im Fall der Vorrichtung nach Fig. 1 und
2, nur mit dem Unterschied, daß die Kegelräder durch Stirnräder ersetzt sind und
die oszillierende sinusförmige Bewegung der mit einer umlaufenden Kurbelscheibe
verbundenen Zahnstange ersetzt ist durch zwei miteinander irn Eingriff stehende
Planetenräder, welche die mit ihnen kämmenden Stirnräder je nachdem verzögern oder
beschleunigen.