DE2515876C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verzweigungsgetriebe für den An­ trieb der Schneckenwellen eines Doppelschneckenextruders gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist ein Verzweigungsgetriebe für den Antrieb der Schneckenwellen für Do­ pelschneckenextruder nach DE-OS 21 30 599 bekannt, in dem das Antriebsdreh­ moment 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 Stange angeordnet, daß sich das Ab­ triebsritzel der Schneckenwelle zwischen ihnen im zwei­ seitigen Eingriff befindet. Das in die Antriebswelle ein­ geleitete Drehmoment wird von dem Antriebsrad auf das erste in der Schwinge befindliche Zahnrad übertragen und von die­ sem wird ein Teildrehmoment auf das Abtriebsritzel der Schneckenwelle und ein Teildrehmoment auf ein als Zwischen­ rad funktionierendes zweites Zahnrad übertragen.

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

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 Ein­ griff 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 Teilmomente 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 Zwischen­ rad funktioniert. In der Schwinge sind innerhalb des großen Rades und mit diesem im Eingriff stehend zwei kleinere Zahn­ räder derartig angeordnet, daß sich das Abtriebsritzel der Schneckenwelle zwischen ihnen im zweiseitigen Eingriff be­ findet. Das Antriebsdrehmoment wird von dem Antriebsrad auf die Außenverzahnung des großen Rades und von der Innen­ verzahnung als Teildrehmomente auf die beiden mit dem Abtriebsritzel der Schneckenwelle im Eingriff stehenden Zahnräder übertragen. Die Drehachsen der beiden Zahnrä­ der sowie des großen Rades befinden sich auf einer durch die Drehachse der Schwinge führenden Verbindungslinie, so daß gleichfalls die selbsteinstellende Wirkungsweise der Schwinge, wie das bereits beschrieben wurde, vorhan­ den ist.

Das bekannte Getriebe ist mit folgenden Nachteilen behaf­ tet. Bedingt durch die Anordnungsweise der Zahnräder in der Schwinge sowie deren große radiale Abmessung ergibt sich ein großes Baumaß der Schwinge in vertikaler Richtung, dem das Getriebegehäuse angepaßt sein muß. Die Herstellung die­ ses Getriebes ist infolgedessen fertigungstechnisch sehr aufwendig und zusammen mit den großen Getriebegehäuseab­ messungen ergibt sich ein hoher Kostenaufwand.

Als weiterer Nachteil tritt das ungünstige Übersetzungsver­ hältnis vom Antrieb zum Abtrieb in Erscheinung. Auf Grund der niedrigen Drehzahl der Antriebswelle und des daraus resultierenden doppelt so hohen Drehmomentes gegenüber der Drehzahl und dem Drehmoment an der Schneckenwelle sowie der einseitigen radialen Belastung des Antriebes ist eine beson­ ders starke Dimensionierung der Antriebswelle notwendig, die kostenüberhöhend wirkt. Ein nicht unwesentlicher Nachteil be­ steht ferner darin, daß das Getriebe zur Übertragung größerer Antriebsleistungen, die eine größere Dimensionierung aller Getriebeelemente erfordert, räumliche Abmessun­ gen erfahren müßte, die nicht praktizierbar sind.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, den fertigungs­ technischen und kostenmäßigen Aufwand für ein Verzwei­ gungsgetriebe für den Antrieb der Schneckenwellen eines Doppelschneckenextruders zu verringern, die räumlichen Getriebeabmessungen zu optimieren sowie die Funktions­ sicherheit zu erhöhen.

Der 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 Ab­ trieb mit gleichgroßen Drehmomenten ein Verzweigungs­ getriebe für den Antrieb der Schneckenwellen eines Doppelschneckenextruders zu schaffen, welches die Übertragung größerer Antriebsleistungen ohne Überdi­ mensionierung der Getriebeelemente sowie des Gehäuses gestattet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Antriebsritzel der im Getriebegehäuse gelagerten Antriebswelle das Drehmoment über zwei Zwischenräder auf zwei Abtriebsräder weiterleitet, welche die Teil­ drehmomente von zwei gegenüberliegenden Seiten auf ein auf einer der Schneckenwellen angebrachtes Antriebs­ ritzel weiterleitet. Die Zwischenräder und die Ab­ triebsräder sind in einem zum Getriebegehäuse beweg­ lichen und selbsteinstellenden Schwingenkörper der­ artig angeordnet, daß das Antriebsritzel mit zwei Zwischenrädern im zweiseitigen Eingriff steht, wel­ che jeweils mit den Abtriebsrädern im einseitigen Eingriff stehen.

Der aus zwei gekoppelten Schwingen oder aus einem Schwingenrahmen bestehende Schwingenkörper ist be­ zogen auf das Antriebsritzel und das Abtriebsritzel beweglich angeordnet.

Bei einer Ausführungsform des Schwingenkörpers mit zwei Schwingen, ist die eine Schwinge ortsfest auf der Achse des einen Zwischenrades und die andere Schwinge diagonal gegenüberliegend ortsfest auf der Achse des Abtriebsrades gelagert.

Die beiden Schwingen sind mittels einer an Gelenke angeschlossenen mit einem Einstellglied versehenen Koppel beweglich miteinander verbunden.

In einer anderen denkbaren Anordnungsweise des Schwingenkörpers als Schwingenrahmen ist dieser auf einer im Getriebegehäuse angeordneten Führungsbahn parallel in der Ebene des An- und Abtriebsritzels verschiebbar.

Auch eine Anordnungsweise des Schwingenrahmens mittels an Gelenke angeschlossene Lenker, die den Schwingenrahmen quasiparallel in der Ebene des An- und Abtriebsritzels verschiebbar gestalten, ist denkbar.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verzweigungsgetriebes für den Antrieb der Schneckenwellen eines Doppelschneckenextruders gegen­ über dem bekannten Stand der Technik bestehen in

• - der raumintensiven Anordnungsweise des selbsteinstel­ lenden Getriebegliedes, das eine Verringerung der Ge­ triebegehäuseabmessungen in vertikaler Richtung und eine Herstellungskostensenkung ermöglicht;
• - der Drehmomentaufteilung in den Rädern des Getriebe­ gliedes, die eine Entlastung der Radiallager von An­ triebs- und Abtriebswelle und die Verwendung von Ra­ diallagern einer leichten Baureihe ermöglicht und zur Erhöhung der Funktionssicherheit beiträgt;
• - der gleichen Dimensionierung des An- und Abtriebsritzels sowie der Zwischenräder untereinander, die den Herstel­ lungsaufwand verringern;
• - der Übertragung größerer Antriebsleistungen ohne Überdi­ mensionierung der Getriebeelemente sowie des Getriebege­ häuses.

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispie­ len erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht des selbsteinstellenden Getrie­ begliedes mit zwei gekoppelten Schwingen,

Fig. 2 die Vorderansicht des selbsteinstellenden Getriebe­ gliedes mit parallel geführten Schwingenrahmen,

Fig. 3 die Vorderansicht des selbsteinstellenden Getriebe­ gliedes mit quasiparallel geführten Schwingenrahmen.

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

Die Schwingen 3; 4 sind auf den im Getriebegehäuse 20 diaonal gegenüberliegend ortsfest angeordneten Achsen 8; 9 des Zwischenrades 9, 13 und des Abtriebsrades beweglich gelagert.

In der Schwinge 3 ist das Abtriebsrad 11 mit der Achse 10 und in der Schwinge 4 das Zwischenrad 7 mit der Achse 6 ge­ lagert.

Die Schwingen 3; 4 sind durch die an Gelenke 17 angeschlos­ sene mit dem Einstellglied 19 versehene Koppel 18 verbunden.

Im Getriebegehäuse 20 ist die Antriebswelle 1 gelagert und das eingeleitete Antriebsdrehmoment wird von dem An­ triebsritzel 2 auf die mit ihm im zweiseitigen Eingriff stehenden Zwischenräder 7; 9 als Teildrehmomente übertragen. Mit den Zwischenrädern 7, 9 stehen die Antriebsräder 11; 13 zur Weiterleitung der Teildrehmomente im einseitigen Eingriff. Das Ab­ triebsritzel 15 der im Getriebegehäuse 20 gelagerten Schneckenwelle 14, die sich eng neben einer zweiten nicht un­ mittelbar in Zusammenhang stehenden Schneckenwelle 16 be­ findet, steht mit den Abtriebsrädern 11; 13 im zweiseitigen Eingriff. Die Teildrehmomente werden somit dem Abtriebs­ ritzel 15 von zwei Seiten zugeleitet. Die selbsteinstell­ lende Wirkungsweise des Getriebegliedes kommt folgender­ maßen zustande: Die aus den Umfangskräften des Zwischenrades 7 und des Antriebsrades 11 über die Achsen 6; 10 wirkenden Reaktionskräfte er­ zeugen in den Schwingen 3; 4 entgegengesetzt gerichtete Momente, die die gekoppelten Schwingen 3; 4 stets in eine solche Einstellung zwingen, daß eine gleichmäßige Übertra­ gung der Teildrehmomente von zwei Seiten auf das Abtriebsritzel 15 und ein Ausgleich des Zahnflankenspieles vorhan­ den ist.

In der Fig. 2 ist das im Getriebegehäuse 20 befindliche den Schwingenrahmen 5 aufweisende selbsteinstellende Getriebeglied dargestellt. In dem Schwingenrahmen 5 sind die Zwischenräder 7; 9 und die Abtriebsräder 11; 13 auf den Achsen 6; 8; 10; 12 derar­ tig gelagert, daß sich das Antriebsritzel 2 der im Getrie­ begehäuse 20 gelagerten Antriebswelle 1 zweiseitig mit den Zwischenrädern 7; 9 und das Abtriebsritzel 15 der ebenfalls im Getriebegehäuse 20 gelagerten Schneckenwelle 14 zweiseitig mit den Antriebsrädern 11; 13 im Eingriff befindet. Neben der Schneckenwelle 14 ist im engen Abstand eine zweite Schneckenwelle 16 gelagert, die nicht unmittelbar mit der beschriebe­ nen Getriebeanordnung im Zusammenhang steht. Der Schwingen­ rahmen 5 ist auf der im Getriebegehäuse 20 vorgesehenen Führungsbahn 21 parallel in der Ebene der An- und Abtriebs­ ritzel 2; 15 verschiebbar gelagert. Das in die Antriebswel­ le 1 eingeleitete Antriebsdrehmoment wird über das Antriebs­ ritzel 2 auf die Zwischenräder 7; 9 aufgeteilt, die mit den Abtriebsrädern 11; 13 zur Weiterleitung der Teildrehmomente einseitig im Ein­ griff stehen.

Die Teildrehmomente werden dem Abtriebsritzel 15 durch die Abtriebsräder 11; 13 von zwei Seiten zugeleitet.

Die selbsteinstellende Wirkungsweise des Getriebegliedes kommt durch die aus den Umfangskräften der Zwischenräder 7; 9 und der Abtriebsräder 11; 13 über die Achsen 6; 8; 10; 12 wirkenden Reaktions­ kräfte, die in den Schwingenrahmen 5 entgegengesetzt gerich­ tete 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.

Die Fig. 3 zeigt den wie in Fig. 2 bereits vorbeschrie­ benen Schwingenrahmen 5 mit gleicher Anordnung der Zwischenräder 7; 9 und der Abtriebsräder 11; 13 und der 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 Ge­ lenken 23 des Getriebegehäuses 20 angeschlossen und er­ möglichen somit eine quasiparallele Verschiebung des Schwingenrahmens 5 in der Ebene des An- und Abtriebs­ ritzels 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 Fig. 2 beschrieben.

Claims (5)

1. Verzweigungsgetriebe für den Antrieb der Schnecken­ wellen eines Doppelschneckenextruders, bei dem ein Antriebsritzel (2) das Drehmoment über Zwischenräder auf Abtriebsräder (11; 13) weiterleitet, welche die Teildrehmomente von zwei gegenüberliegenden Seiten auf ein auf einer der Schneckenwelle (14) angebrachtes Ab­ triebsritzel (15) weiterleitet, wobei Abtriebsräder (11; 13) und Zwischenräder in einem zum Getriebegehäuse beweg­ lichen und selbsteinstellenden Schwingenkörper gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (2) mit zwei Zwischenrädern (7; 9) im zweiseitigen Eingriff steht, welche jeweils mit den Abtriebsrädern (13; 11) im einseitigen Eingriff stehen, und daß der aus zwei gekop­ pelten Schwingen (3; 4) oder aus einem Schwingenrahmen (5) bestehende Schwingenkörper bezogen auf das Antriebs­ ritzel (2) und das Antriebsritzel (15) beweglich ange­ ordnet ist.

2. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eine Schwinge (3) ortsfest auf der Achse des einen Zwischenrades und die andere Schwinge (4) diagonal gegenüberliegend ortsfest auf der Achse (12) des Abtriebsrades (13) gelagert ist.

3. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Schwingen (3, 4) mittels einer an Gelenke (17) angeschlossenen mit einem Ein­ stellglied (19) versehenen Koppel (18) beweglich mit­ einander verbunden sind.

4. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, 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. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwingenrahmen (5) mittels an Ge­ lenke (22; 23) angeschlossene Lenker (24) quasiparal­ lel in der Ebene des An- und Abtriebsritzels (2; 15) verschiebbar ist.