DE2515876A1

DE2515876A1 - Drehmomentenverzweigendes getriebe, insbesondere fuer doppelschneckenextruder

Info

Publication number: DE2515876A1
Application number: DE19752515876
Authority: DE
Inventors: Claus Kiessling; Leo Dipl Ing Mader; Klaus-Dieter Dipl Ing Schwalm
Original assignee: PLAST ELASTVERARBEITUNGSMASCH
Current assignee: PLAST ELASTVERARBEITUNGSMASCH
Priority date: 1974-06-18
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1976-01-08
Also published as: BG25035A1; DE2515876C2; SU720242A1; HU172696B; GB1489289A; DD111971A1; CS178598B1

Description

Drehmomentenverzweigendes Getriebe, insbesondere für Doppelschneckenextruder

Die Erfindung betrifft ein drehmomentenverzweigendes Getriebe, insbesondere für Doppelschneckenextruder zum Antrieb der Schneckenwellen.

Es ist ein drehmomentenverzweigendes Getriebe für Doppelschneckenextruder bekannt, in dem das Antriebsdrehmoment mittels mehrerer in einer Schwinge angeordneter Zahnräder in Teildrehmomente aufgeteilt und auf die Schneckenwelle übertragen wird.

Zur Übertragung der Teildrehmomente sind zwei Zahnräder derartig in der Schwinge angeordnet, daß sich das Abtriebsritzel der Schneckenwelle zwischen ihnen im zweiseitigen Eingriff befindet. Das in die Antriebswelle eingeleitete Drehmoment wird von dem Antriebsrad auf das erste in der Schwinge befindliche Zahnrad übertragen und von diesem wird ein Teildrehmoment auf das Abtriebsritzel der Schneckenwelle und ein leildrebmoment auf ein als Zwischenrad funktionierendes zweites Zahnrad übertragen.

Von dem Zwischenrad wird das Teildrehmoment auf das dritte mit dem Abtriebsritzel der Schneckenwelle im Eingriff stehende Zahnrad übertragen. Die Schwinge ist einseitig derartig im Getriebe gelagert, daß ihre Drehachse mit der Drehachse der Antriebswelle übereinstimmt.

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Zwecks Ausgleichs des Zahneingriffsspieles der mit dem Abtriebsritzel der Schneckenwelle im Eingriff stehenden Zahnräder kann die Schwinge bedingt durch ihren in der Antriebswelle liegenden Drehpunkt frei um das Ritzel der Schneckenwelle pendeln. Dadurch, daß die Drehachsen der mit dem Abtriebsritzel der Schneckenwelle im Eingriff stehenden Zahnräder auf einer durch die Drehachse der Schwinge führenden Verbindungslinie liegen, wirken die aus den Umfangskräften der mit dem Abtriebsritzel im Eingriff stehenden Zahnräder resultierenden Reaktionskräfte auf die Schwinge ein und erzeugen in ihr entgegengesetzte Drehmomente. Diese Gegenmomente bewirken eine derartige Einstellung der Lage der Schwinge, daß sowohl von dem ersten als auch von dem dritten Zahnrad in der Schwinge gleichgroße Teildrehmomente auf das Abtriebsritzel der Schneckenwelle übertragen werden·

Bei einer anderen Anordnungsweise der Zahnräder in diesem bekannten Getriebe ist in der Schwinge ein großes außen- und innenverzahntes Rad vorhanden, welches als Zwischenrad funktioniert. In der Schwinge sind innerhalb des großen Rades und mit diesem im Eingriff stehend zwei kleinere Zahnräder derartig angeordnet, daß sich .das Abtriebsritzel der Schneckenwelle zwischen ihnen im zweiseitigen Eingriff befindet. Das Antriebs drehmoment wird von dem Antriebsrad auf

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die Außenverzahnung des großen Rades und von der Innenverzahnung als Teildrehmomenfee auf die beiden mit dem Abtriebsritzel der Schneckenwelle im Eingriff stehenden Zahnräder übertragen. Die Drehachsen der beiden Zahnräder sowie des großen Rades befinden sich auf einer durch die Drehachse der Schwinge führenden Verbindungslipie, so daß gleichfalls die selbsteinstellende Wirkungsweise der Schwinge, wie das bereits beschrieben wurde, vorhanden is.fr» ■■■;.;' .·: ■ , ;■■, ;-■--.:.. - .'. ./.■· .-;., .;■■-._ ■·,-... •■,■■■_;._Jr_:__::_: -,..>,. ■

Das bekannte Getriebe ist mit folgenden Nachteilen, behaftet. Bedingt durch die Anordnungsweise der Zahnräder in der Schwinge;sowie deren große radiale Abmessung ergibt ^sich ; ein großes Bäumaß der Schwinge in vertikaler Richtung, dem das Getriebegehäuse angepaßt sein muß. Die Herstellungdieses Getriebes ist infolgedessen, fertigungstechnisch sehr _: aufwendig und zusammen mit den großen Getriebegehäuseabmessungen ergibt sich ein hoher.Kostenaufwand· r Als weiterer Nachteil tritt das ungünstige Übersetzungsverhältnis: vom Antrieb zum Abtrieb in Erscheinung. Auf Grund der niedrigen Drehzahl der Antriebswelle und des daraus resultierenden doppelt so hoben Drehmomentes gegenüber der Drehzahl und dem Drehmoment an der Schneckenwelle wowie der einseitigen radialen Belastung des Antriebes ist eine besonders starke Dimensionierung der Antriebswelle notwendig, die kostenerhöhend wirkt. Ein nicht unwesentlicher Nachteil besteht ferner darin, daß das Getriebe zur Übertragung größerer

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Antriebsleistungen, die eine größere Dimensionierung aller Getriebeelemente erfordert, räumliche Abmessungen erfahren müßte, die nicht praktizierbar sind.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, den fertigungstech nischen und kostenmäßigen Aufwand für ein drehmomentenver zweigendes Getriebe zum Antrieb der Schneckenwellen eines Doppelschneckenextruders zu verringern, die räumlichen Ge triebeabmessungen zu optimieren sowie die Punktionssicher heit zu erhöhen.

Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine raumintensive Anordnungsweise des selbsteinstellenden Gliedes in vertikaler Richtung im Getriebe und durch ein günstiges Übersetzungsverhältnis vom Antrieb zum Abtrieb mit gleichgroßen Drehmomenten ein drehmomentenverzweigendes Getriebe für einen Doppelschneckenextruder zu schaffen, welches die Übertragung größerer Antriebsleistungen ohne Überdimensionierung der Getriebeelemente sowie des Gehäuses gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Getriebegehäuse zwei Schwingen oder ein Schwingenrahmen mit vier als Zwischenräder funktionierenden Zahnräder bezogen auf ein Antriebsritzel und ein Abtriebsritzel beweglich angeordnet sind. Die im Getriebegehäuse fest gelagerten Antriebsritzel der Antriebswelle und Abtriebsritzel der Schneckenwelle befinden sich jeweils zwischen zwei in den

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'Schwingen oder Schwingenrahmen gegenüberliegenden Zahnrädern und stehen mit diesen im zweiseitigen Eingriff. Die Zwischenräder in den Schwingen oder Schwingenrahmen stehen untereinander im einseitigen Eingriff. Bei einer Anordnungsweise mit zwei Schwingen sind diese mit ihren Drehachsen einseitig diagonal gegenüberliegend auf fest im Getriebegehäuse angeordneten Achsen von Zwischenrädern gelagert. Die beiden Schwingen sind durch eine an Gelenke angeschlossene und mit (einem Einstellglied versehene Koppel beweglich miteinander verbunden. In einer anderen denkbaren Anordnungsweise sind die Zwischenräder in einem Schwingenrahmen gelagert, der auf einer im Getriebegehäuse angeordneten Führungsbahn parallel in der Ebene des An- und Abtriebsritzels verschiebbar ist. Auch eine Anordnungsweise des Schwingenrahmens an Lenkern, die mittels Gelenken am Getriebegehäuse und am Schwingenrahmen diesen quasiparallel verschiebbar gestalten, ist denkbar.

Zur gleichmäßigen übertragung des Antriebsdrehmomentes auf die Schneckenwelle wird vom Antriebsritzel das Drehmoment auf die in dem Schwingensystem gegenüberliegend angeordneten mit dem Antriebsritzel in zweiseitigem Eingriff stehenden Zwischenrädern übertragen und in Teildrebmomente aufgeteilt. Von diesen Zwischenrädern werden die Teildreh-

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momente auf weitere mit dem Abtriebsritzel im zweiseitigen Eingriff stehende Zwischenräder übertragen und in die Schneckenwelle eingeleitet. Zwischen dem Antriebsritzel· und dem Abtriebsritzel ist auf Grund gleichgroßer Abmessungen und Zähnezahl sowie auch gleicher Verzahnungsgeometrie der Zwischenräder untereinander ein Übersetzungsverhältnis von 1 :1 vorhanden.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Getriebes zum Antrieb der Schneckenwellen eines Doppelschneckenextruders gegenüber dem bekannten Stand der Technik bestehen in

- der raumintensiven Anordnungsweise des selbsteinstellenden Getriebegliedes, das eine Verringerung der Getriebegehäuseabmessungen in vertikaler Richtung und eine Herstellungskostensenkung ermöglicht;

- der Drehmomentaufteilung in den Rädern des Getriebegliedes, die eine Entlastung der Radiallager von Antriebs- und Abtriebswelle und die Verwendung von Radiällagern einer leichten Baureihe -ermöglichen und zur Erhöhung der Funktionssicherheit beiträgt;

- der gleichen Dimensionierung des An- und Abtriebsritzels sowie der Zwischenräder untereinander, die den Herstellungsaufwand verringern;

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- der Übertragung größerer Antriebsleistungen ohne Überdimensionierung der Getriebeelemente sowie des Getriebegehäuses.

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: die Vorderansicht des selbsteinstellenden Getriebegliedes mit zwei gekoppelten Schwingen

Fig« 2: die Vorderansicht des selbsteinstellenden Getriebegliedes mit parallel geführten Schwingenrahmen

Fig. 3: die Vorderansicht des selbsteinstellenden Getriebegliedes mit quasiparallel geführten Schwingeprahmerj.

Die Fig. 1 zeigt das im Getriebegehäuse 20 befindliche zwei gekoppelte Schwingen 3; 4 enthaltende selbsteinstellende Getriebeglied.

Die Schwingen 3; 4 sind einseitig auf den im Getriebegehäuse 20 diagonal gegenüberliegend angeordneten Achsen 8; 12 der Zahnräder 9; 13 beweglich gelagert.

In der Schwinge 3 ist ein weiteres Zahnrad 11 mit Achse 10 und in der Schwinge 4 ein weiteres Zahnrad 7 mit Achse 6 gelagert.

Die Schwingen 3; 4 sind durch eine an Gelenken 17 angeschlossene mit einem Einstellglied 19 versehene Koppel 18 verbunden,

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Im Getriebegehäuse 20 ist die Antriebswelle 1 gelagert und das eingeleitete Antriebsdrehmoment wird von dem Antriebsritzel 2 auf die mit ihm im zweiseitigen Eingriff stehenden Zahnräder 7; 9 als Teildrehmomente übertragen. Mit den Zahnrädern 7, 9 stehen die Zahnräder 11; 13 zur Weiterleitung der Teildrehmomente im Eingriff. Das Abtriebsritzel 15 der im Getriebegehäuse 20 gelagerten Abtriebswelle 14, die sich eng neben einer zweiten nicht unmittelbar in Zusammenhang stehenden Abtriebswelle 16 befindet, steht mit den Zahnrädern 11; 13 im zweiseitigen Eingriff«. Die Teildrehmomente werden somit dem Abtriebs-.ritzel 15 von zwei Seiten zugeleitet. Die selbsteinstellende Wirkungsweise des Getriebegliedes kommt folgendermaßen zustande: Die aus den Umfangskräften der Zahnräder 7; 11 über die Achsen 6; 10 wirkenden Reaktionskräfte erzeugen in den Schwingen 3; 4 entgegengesetzt gerichtete Momente, die die gekoppelten Schwingen 3; 4 stets in eine solche Einstellung zwingen, daß eine gleichmäßige Übertragung der Teildrehmomente von zwei Seiten auf das Abtriebsritzel 15 und ein Ausgleich des Zahnflankenspieles vorhanden ist.

In der Fig. 2 ist das im Getriebegehäuse 20 befindliche einen Schwingenrabmen 5 aufweisende selbsteinstellende Getriebeglied dargestellt. In dem Schwingenrahmen 5 sind die Zahnräder 7; 9» 11» 13 auf Achsen 6; 8; 10; 12 derar-

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tig gelagert, daß sich das Antriebsritzel 2 der im Getriebegehäuse 20 gelagerten Antriebswelle 1 zweiseitig mit den Zahnrädern 7; 9 und das Abtriebsritzel 15 der ebenfalls im Getriebegehäuse 20 gelagerten Abtriebswelle 14 zweiseitig mit den Zahnrädern 11; 13 im Eingriff befindet. Neben der Abtriebswelle 14 ist im engen Abstand eine zweite Abtriebswelle 16 gelagert, die nicht unmittelbar mit der beschriebenen Getriebeanordnung im Zusammenhang steht. Der Schwingenrahmen 5 ist in einer im Getriebegehäuse 20 vorgesehenen Führungsbahn 21 parallel in der Ebene der An- und Abtriebsritzel 2; 15 verschiebbar gelagert. Das in die Antriebswelle 1 eingeleitete Antriebsdrehmoment wird über das Antriebsritzel 2 auf die Zahnräder 7; 9 aufgeteilt, die mit den Zahnrädern 11; 13 zur Weiterleitung der Teildrehmomente im Eingriff stehen.

Die Teildrehmomente werden dem Abtriebsritzel 15 durch die Zahnräder 11; 13 von zwei Seiten zugeleitet. Die selbsteinstellende Wirkungsweise des Getriebegliedes kommt durch die aus den Umfängskräften der Zahnräder 7; 9; 11; 13 über die Achsen 6; 8; 10; 12 wirkenden Reaktionskräfte, die in den Schwingenrahmen 5 entgegengesetzt gerichtete Momente erzeugen, zustande. Der Schwingenrahmen 5 wird durch die Gegenmomente stets in eine solche Lage zu den An- und Abtriebsritzel 2; 15 geschoben, daß eine gleichmäßige Übertragung der Teildrehmomente auf das Abtriebsritzel 15 erfolgt und das Zahnflankenspiel ausgeglichen ist.

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Die Pig. 3 zeigt den wie in Fig. 2 bereits vorbeschriebenen Schwingenrahmen 5 mit gleicher Anordnung der Zahnräder 7; 9; 11; 13 und Achsen 6; 8; 10; 12 sowie des An- und Abtriebsritzels 2; 15. Der Schwingenrahmen 5 ist an seinem unteren Teil mit Gelenken 22 versehen, an die Lenker 24 angeschlossen sind. Die Lenker 24 sind an Gelenken 23 des Getriebegehäuses 20 angeschlossen und ermöglichen somit eine quasisparallele Verschiebung des Schwingenrahmens 5 in der Ebene des An- und Abtriebsritzels 2; 15·

Die Einleitung und Aufteilung des Antriebsdrehmomentes erfolgt analog wie in Fig, 2 vorbeschrieben. Die selbsteinstellende Wirkungsweise des quasiparallel verschiebbaren Schwingenrahmens 5 entspricht prinzipiell der Wirkungsweise wie in Ji¹ ig· 2 beschrieben.

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Claims

Patentansprüche

(1.JDrebmomentenverzweigendes Getriebe, insbesondere für den Antrieb der Schneckenwellen einer Doppelscbqeckenextruders, bei dem die Teildrehmomente dem Abtriebsritzel der Schneckenwelle von zwei Seiten mittels in einer seibsteinstellenden Schwinge gelagerter Zahnräder zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Getriebegehäuse (20) Schwingen (35 4) oder ein Schwingenrahmen (5) mit Zahnrädern(7; 9; 11; 13) bezogen auf ein Antriebsritzel (2) und ein Abtriebsritzel (15) beweglich angeordnet sind, wobei das Antriebsritzel (2) mit den Zahnrädern (7; 9) und das Abtriebsritzel (15) mit den Zahnrädern (11; 13) im zweiseitigen Eingriff steht und zwischen den Zahnrädern (9; 11) sowie (7j 13) ein einseitiger Eingriff vorhanden ist.
2. Drehmomentenverzweigendes Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (3; 4) einseitig auf fest im Getriebegehäuse (20) diagonal gegenüberliegend angeordneten Achsen (8; 12) der Zahnräder (9; 13) gelagert sind.
3· Drehmomentenverzweigendes Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (3; 4) durch eine an Gelenken (17) angeschlossene mit einem Einstellglied (19) versehene Koppel (18) beweglich miteinander verbunden sind.

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4. Drehmomentenverzweigendes Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingenrahmen (5) auf einer im Getriebegehäuse (20)angeordneten Führungsbahn (21) parallel in der Ebene des An- und Abtriebsritzels (2; 15) verschiebbar ist.
5· Drehmomentenverzweigendes Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingenrahmen (5) mittels an Gelenken (22; 23) angeschlossenen Lenkern (24) quasiparallel in der Ebene des An- und Abtriebsritzels (2; 15) verschiebbar ist.
6. Drehmomentenverzweigendes Getriebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebsritzel (2) und dem Abtriebsritzel (15) ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 vorhanden ist.

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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Antriebswelle

2 Antriebsritzel

3 Schwinge

4 Schwinge

5 Scbwingenrahmen

6 Achse
7 Zahnrad
8 Achse >,
9 Zahnrad
10 Achse
11 Zahnrad
12 Achse
13 Zahnrad
14 Abtriebswelle
15 Abtriebsritzel
16 Abtriebswelle
17 Gelenk
18 Koppel ^
19 Einstellglied
20 Getriebegehäuse
21 Führungsbahn
22 Gelenk
23 Gelenk
24 Lenker

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Bericht über die Veröffentlichungen zum Stand der Technik - Patentschriften

DL-WP 1 83 884 Klasse 47 Q 1/22 OE-PS 1 268 803 Klasse 47 b 1/22 GB-P 1 207 455 IPC F 16 h 1/22 GB-P 196 358 IPC F 16 h 1/20 GB-P 082 785 IPC F 16 h 1/20

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