DE2360373A1 - Antriebsanordnung fuer die schnecken eines extruders - Google Patents

Description

Antriebsanordnung für die Schnecken eines Extruders

Priorität: 5. Dezember 1972 /Italien Anaeide-Nr.: 7Ο822-Λ/72

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für die Schnecken eines Extruders» insbesondere eines Extruders für thermoplastische Harze-mit zwei sich gerneinsam drehenden und

zusarnnienwirlceiiden bzw* ineinandergreif enden Schnecken.

Bei Extrudern der genannten Art sind für den Antrieb , der Schnecken" unter anderem zwei Probleme mechanischer Art zu lösen: , . , ,

ä) die Schwierigkeit j auf die die Schnecken antreibenden Wellen so hohe Drehmomente aufzubringen j tvie moderne Strangpreßverfahren es erfordern, '

b) die Schtvierigkeit, den starken radialen Drücken»

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ORIGiNAL INSPECTED

die auf die Schnecken.wirken, mit Hilfe von auf den Antriebswellen der Schnecken angebrachten ' 'Wälzlagern entgegenzuwirken.

Es ist-zu beachten, daß der Abstand zwischen den Achsen der beiden Extrudierschnecken selbst bei Extrudern von hoher Kapazität ve.rhriltnismrißig. klein ist und typis.cherweise im Größenordnungsbereich von 100 bis 150 na. liegt. Das bedeutet, daß bei kontinuierlich arbeitendem Extruder in herkönmlichcn Konstruktionen die Antriebszahnräder, venn.si«=» r»icht zu stark belastet.werden und eine angemessen lange Lebensdauer haben sollen, nur Drehmomenten innerhalb von Sicherhejtsgrenzen -au¹;-gesetzt werden dürfen, das heißt viel geringeren Drehmomenten als den eigentlich benötigten. - _:. ... . .

Diese Überlegungen treffen auch für_die Wälzlager zu. ·

Die hier genannten Nachteile trifft man bei, herkömmlichen Extruderlconstfuktionen, bei denen die Wellen der beiden Schnecken über ein Obersetzungsgetriebe von einer , einzigen Antriebswelle angetrieben sind, die zu den beiden Schneckenwellen symire-trisch angeordnet ist. , ,

Aufgabe der Erfindung ist es, die. genannten Nachteile tunlichst zu vermeiden und eine verbesserte Antriebsanordnung für die Schnecken eines Extruders zu schaffen, deren Arbeitsweise sicher und deren Lebensdauer lang ist und bei der in

; i/ >~ - , . 4 0 9 8 2 6 / 0 7 3 8 .·. BAÖ ORIGINAL

x\^Te s ent lichen jegliches Spiel zwischen- den einzelnen bewegten Teilen ausgeschlossen und eine ausgewogene Verteilung der Krrifte auf die einzelnen Teile der Anordnung möglich ist.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung besteht darin, daß die Drehmomente, die auf die Extruderschnecken aufgebracht werden können, bis zu zweimal so groß sein können wie das; Drehmoment, das herkömmliche Anordnungen bei einem gegebenen Abstand zwischen den Achsen der Schnecken und bei Übertragungsgetrieben von gegebenen Abmessungen und bei gegebenen -Wälzlagern erlauben.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine Antriebsanordnung für die Schnecken eines Extruders, insbesondere eines Extruders für thermoplastische .Harze nit zwei sich gemeinsam drehenden und miteinander kämmenden Schnecken geschaffen, die sich dadurch auszeichnet, daß sie zwei getrennte Antriebswellen aufweist, die im Verhältnis zu den Wellen der Extruderschheckeh.symmetrisch angeordnetund mit diesen antriebsmäßig über Zahnräder mit gerader. Verzahnung gekuppelt sind, wobei die freiden Antriebswellen über schrägverzahnte. Zahnräder· von einer einzigen EingangswelIe angetrieben werden, die zwischen den beiden Antriebswellen angeordnet ist. , ·

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. ■' :--."■" ... ·-■:-.-.· :i / . -. '

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Die Erfindung wird nachfolgend rait vorteilhaften Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: .

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Antriebsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Antriebsanordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Antriebsanordnung gemäß Fig. 1 längs der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Axialteilschnitt durch eine abgewandelte Ausftihrungsform eines in Fig. 2 gezeigten Details der Antriebsanordnung.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, trägt eine Eingangsantriebswelle 1 an einem Ende ein schrägverzahntes Zahnrad 2, das mit schrägverzahnteh Zahnrädern 3, 4 kämmlt, die an den benachbarten Enden zweier Antriebswellen 5, 6 abgestützt sind, welche symmetrisch oberhalb und unterhalb der Ebene der hier nicht gezeigten Extrudierschnecken angeordnet sind.. Die ^ Wellen 5, 6 werden von der Antriebswelle 1 in der gleichen Drehrichtung angetrieben. Die Antriebswellen 5, 6 sind von Lagern in einem schematisch in Fig. 2 gezeigten Lagerräumen 7 abgestützt. Die Antriebswellen 5, 6 tragen entsprechende Zahnräder 8,

9 mit gerader Verzahnung, die jeweils nit zwei geredeverzahnten Zahnrädern 10, 11 kämmen, die auf entsprechenden Ausgangswellen 12, 13 fest sitzen, auf denen die hier nicht gezeigten Extrudierschnecken angebracht sind und deren Achsen symmetrisch an ent-

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gegengesetzten Seiten derjenigen Ebene liegen, die die Achsen ^; der beiden Antriebswellen. 5,- 6 enthalt.. Beide Schnecken werden also von den beiden Antriebswellen 5 und 6 parallel angetrieben. Dabei haben die Zahnräder 8 und 9 etwa die doppelte Zahnbreite wie die Zahnräder IO und 11, wobei das Zahnrad 10 mit einem ersten Axialbereich der Zahnräder 8, 9 und das Zahnrad 11 mit einem davon unterschiedlichen zweiten Axiälbereich der Zahnräder Q_s 9 kämmt.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß bei einem gegebenen Abstand zwischen den Achsen der Ausgangswellen

12 und 13 der Extrudierschnecken und bei einer gegebenen Biegebzw. Flächenpressung beanspruchung und einem gegebenen spezifischen Druck/der beanspruchten Zähne der AntriebszahnrMder das auf die Schnecken übertragbare Drehmoment doppelt so groß ist wie das bei Verwendung herkömmlicher Antriebsanordnungen übertragbare Drehmoment, da', zwei AntriebsZahnräder 10, 11 vorgesehen sind. Analysiert man die Kräfte, die die stützenden Lager der beiden Schneckenwellen belasten, so zeigt sich_s daß die Belastung reduziert ist, obwohl ein doppelt so großes Drehmoment auf die Schnecken übertragen wird.

Die Anwendung der hier gezeigten Tandem-Antriebsanordnung könnte jedoch eine negative Begleiterscheinung haben. Wenn nämlich die beiden Antriebswellen 5, 6 exakt zusammenwirken sollen, darf zwischen den beiden Getriebeübertragungen kein Spiel bestehen, da im Fall eines solchen Spiels das ganze von der Eingangswelle. 1 zur Verfügung gestellte Antriebsdrehmoment über nur eine der Antriebswellen übertragen würde, insbesondere u;>er die. Welle mit dem kleineren Spiel, während die andere Welle alt geringfügiger Nacheilung leer mitlaufen würde» Selbst bei .

geringfügigem Nachlauf käme die Belastung der Zahnradzähne außer ', • Gleichgewicht zu Lasten des Teils mit dem¹ kleineren Spiel, wodurch die Riechanisphe Widerstandsfähigkeit des Getriebes, und seiner

Stützlager beeinträchtigt würde. Dieser Nachteil

träte in der Praxis ganz sicher auf, da es unmöglich ist, eine Vorrichtung der obengenannten Art ohne die üblichen Toleranzen beim Fertigbearbeiten der Wellen, bei der spanenden Formgebung der Zähne und in den Lagern selbst zu bauen.

Um den genannten Nachteil zu vermeiden, ist die Antriebsanordnung gemäß der Erfindung mit einer Einrichtung versehen, die jegliches Spiel aufnimmt, und zwar sowohl das Spiel aufgrund von Herstellungstoleranzen als auch das Spiel, das sich durch Verschleiß nach langer Betriebsdauer einstellen kann.

Zu diesem Zweck sind die beiden Antriebswellen 5 und 6, die beide von den miteinander kämmenden Zahnrädern 2, 3 und axialen Druck erhalten, durch Anschlagglieder 14, 15 axial abgestützt, deren Stellung axial verstellbar ist. Jedes dieser Anschlagsglieder 14, 15 ist von einem Drucklager verkörpert, dessen einer Ring an einer entsprechenden Schraube 16, 17 mit polygonalem Kopf 18, 19 anliegt, die in ein Gewindeloch im Rahmen 7 eingeschraubt ist und deren Achse sich koaxial zur . Achse der entsprechenden Welle 5,6 erstreckt.

Mittels eines Kraftmeßschlüssels, der wahlweise an dem jeweiligen Kopf 18, 19 der Schrauben 16

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17 angreift / ' . ."

/können die Wellen 5 und 6 ohne Drehung axial verschoben werden, um dadurch das Spiel zwischen den miteinander kämmenden Paaren der schrP^vprznhnten Zahnräder 2,3 und 2,4' auszuschalten

Flankenf1ächen/ .
und die /~ ~~~ der Zähne der Zahnräder in den miteinander zusammenwirkenden Bereichen dieser Zahnräder miteinander in Berührung zu bringen.

Durch Erhöhen des mit Hilfe des Kraftmeßschlüssels aufgebrachten Drehmoments und durch Verriegeln der Eingangswelle 1 und der beiden die Schnecken tragenden Ausgangswellen 12 und 13 mit einfachen Mitteln kann ein gegenseitiges Gleiten der schrägverzahnten Zahnflächen der Zahnräder 2, 3 und 4 und eine entsprechende Drehung der Antriebswellen 5 und verursacht werden. Diese Gleitbewegung hört dann auf, wenn das Spiel zwischen dem Vierersatz aus geradeverzahnten Zahnrädern 8,.· 10, 11, 9 völlig aufgenommen ist.

' Fig. 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden verstellbaren Anschlagglieder 14, 15 statt direkt an den jeweiligen Antriebswellen 5, 6 anzuliegen, über Zwischenschaltung federnd nachgiebiger Einrichtungen auf diese Wellen wirken, wobei die elastische Verformung der federnd nachgiebigen Einrichtungen eine sichtbare Anzeige des übertragenen Drehmoments liefert. *

Bei den in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel trjigt jede Antriebswelle 5 (6) einen Endabschnitt mit kleinerem Durchmesser 5a (6 a), auf dem ein .entsprechender .Anlagering

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des Drucklagers 14 05) bewegbar angebracht ist. Zwischen dep Anlagering und einer an der Übergangsstelle zwischen dem Endabschnitt der Welle und der^{1 1}Iest der Welle gebildeten Schulter ist eine Anzahl von schalenform!gen Federn 20, beispielsweise Tellerfedern angeordnet.' .

Beim Betrieb des "Extruders verursachen die axialen Druckkoinponenten, die von den schr«^:igverzahnten Zahnrädern 2, 3 4 erzeugt werden, begrenzte axiale Verschiebungen der Wellen S, 6 und entsprechende Verformungen der Federn 20. Furch Messen des Abstandes Λ zwischen der Schulter an der V.^Telle 5 (6) und dem Anlagering des Lagers 14 (15), beispielsweise mit einer Mikrometer, ist es möglich, die Größe des von jeder V'elle übertragenen Drehmoments zu bestimmen. Durch Messen des Abstandes Λ für jedes Drucklager 14 (15) ist ein Ausgleich der von den beiden Schnecken auf das zu extrudierende Material ausgeübten Kräfte erleichtert.

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Claims (2)

1. Ansprüche

   1J Antriebsanordnung für die Schnecken eines Extruders, insbeson- ■

   dere für therrnoplastische Harze, mit zwei gemeinsam drehbaren und ■ zusammenwirkenden Schnecken, dadurch g e k e η η ζ ei ohne t, daß zwei getrennte Antriebswellen (5* 6) vorgesehen sind, die zu den Wellen (12, IjJ) der Extruderschnecken symmetrisch angeordnet und mit· diesen :über Zahnräder (8 bis H-) mit gerader Verzahnung antriebsmäßig gekuppelt sind und von einer einzigen Eingangswelle (l,),-;die zwischen den. beiden Antriebswellen angeordnet ist, über schrägverzahnte Zahnräder (2, "5,· 4) angetrieben sind,
2. 2. Antriebsanordnung nach Anspruch L, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (5* 6) von -entgegenwirkenden, axial verstellbaren Anschlaggliedern (14, I5) beaufschlagt sincj, von denen jedes ein Drucklager mit einer Stellschraube (.16, .17).-aufweist, die von außen .verstellbar' ist. urjd in ein öewindelööh in einer festen , Stütze (7) derart eingeschraubt ist> daß düi?ch Drehen der "Schraube in der einen öder anderen Richtung eine axiale Verschiebung der entspfechendön Antriebswelle zur Ausschaltung des Spiels zwischen den Zahnrädern (2> 3> "^) möglich ist. "■'■'..

   j>. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich*-. net, daß jedes verstellbare Änsehl'ägglied (1.4, 15) auf die entsprechende Antriebswelle (5, 6) unter Zwischenschaltung einer federnd nachgiebigen Einrichtung (20) einwirkt, deren Verformung den Wert des von der jeweiligen Welle übertragenen Drehmoments anzeigt. . -..'.-■