DE3734578A1

DE3734578A1 - Multiscrew extruder, in particular twin-screw extruder

Info

Publication number: DE3734578A1
Application number: DE19873734578
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Abraham
Original assignee: Dorstener Maschinenfabrik AG
Current assignee: Dorstener Maschinenfabrik AG
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1987-10-13
Publication date: 1989-05-03

Abstract

The invention relates to a twin-screw extruder with a gearing with a drive shaft at one side and take-off shafts for two axially parallel, intermeshing screws at the other side. A power-splitting gearing is interposed between the drive shaft and the take-off shafts. On the two take-off shafts or screws, synchronising wheels are fixed which intermesh with at least low play. On the one hand the alignment of the take-off shafts and screws, which is necessary for satisfactory screw engagement, can always be readily achieved and on the other hand it is ensured that the assignment of the take-off shafts or screws to one another, once set, is retained unchanged, even in operation, due to the meshing synchronising wheels. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrschneckenextruder, insbesondere Doppelschneckenextruder, mit einem Getriebe mit einerseits Antriebs welle und andererseits Übersetzungsstufen für den Antrieb von zumin dest zwei achsparallelen ineinandergreifenden Schnecken, wobei die beiden Schnecken drehfest an eng zusammenliegende Abtriebswellen des Getriebes angeschlossen sind.The invention relates to a multi-screw extruder, in particular Twin screw extruder, with a gear with a drive on the one hand wave and on the other hand gear ratios for driving at at least two axially parallel interlocking screws, the both screws rotatably on tightly located output shafts of the gearbox are connected.

Der Antrieb von Mehrschneckenextrudern und insbesondere Doppel schneckenextrudern ist aus verschiedenen Gründen problematisch. Zu nächst einmal muß die Antriebsleistung auf die eng zusammenliegen den Abtriebswellen und folglich Schnecken gleichmäßig aufgeteilt wer den. Für den drehfesten Anschluß der Schnecken weisen die Abtriebs wellen endseitig regelmäßig eine Verzahnung auf. Um einen einwand freien Schneckeneingriff zu erreichen, muß die einmal eingestellte Zuordnung der beiden Schnecken auch während des Betriebes auf rechterhalten bleiben. Daraus resultiert, daß keine oder allenfalls minimale Abweichungen in bezug auf die Stellung der Zahnflanken der endseitigen Verzahnung der beiden Abtriebswellen zueinander auf treten dürfen. Das Aufeinanderausrichten der Zahnflanken verlangt bei den bekannten Doppelschneckenextrudern aufwendige manuelle Ein stellarbeiten. Aber selbst bei optimaler Einstellung lassen sich Ab weichungen in bezug auf die Stellung der Zahnflanken zueinander häufig deshalb nicht verhindern, weil die einzelnen Leistungszweige unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen bzw. die Abtriebswellen bei erhöhter Leistungsübertragung zum unterschiedlichen Tordieren nei gen. Ferner haben die bisher zur Leistungsaufteilung ergriffenen Maßnahmen wie beispielsweise axialverschiebbare Doppelschrägverzah nung einen ungünstigen Einfluß auf die Stellung der Zahnflanken zueinander, weil aus Toleranzgründen zwangsläufig Abweichungen auftreten. Folglich ist auch insoweit ein manueller Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten erforderlich, der aufwendig ist. - Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden.The drive of multi-screw extruders and especially double Screw extruders are problematic for various reasons. To next, the drive power must be close together the output shafts and consequently snails who are evenly divided the. For the non-rotatable connection of the screws, the output points regularly wave a toothing at the end. To a flawless To achieve free screw engagement, the once set must Assignment of the two screws also during operation remain intact. The result of this is that none or at most minimal deviations in relation to the position of the tooth flanks the end toothing of the two output shafts to each other allowed to kick. Aligning the tooth flanks requires with the known twin-screw extruders complex manual operation positioning. But even with an optimal setting, Ab deviations in relation to the position of the tooth flanks to each other often do not prevent it because the individual service branches have different stiffnesses or the output shafts increased power transmission for different twisting nei Furthermore, those previously used for the division of benefits Measures such as axially displaceable double helical teeth an unfavorable influence on the position of the tooth flanks to each other because deviations are inevitable due to tolerance reasons occur. As a result, manual compensation of Manufacturing inaccuracies required, which is expensive. - These The invention seeks to avoid disadvantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrschneckenextru der, insbesondere Doppelschneckenextruder, der eingangs beschriebe nen Art zu schaffen, bei dem sich einerseits unschwer eine exakte Positionierung der ineinandergreifenden Schnecken bzw. der Abtriebs wellen zueinander einstellen läßt, andererseits die eingestellte Posi tionierung auch während des Betriebes unverändert erhalten bleibt, so daß stets einwandfreier Schneckeneingriff gewährleistet ist.The invention has for its object a multi-screw extru the, in particular twin-screw extruder, described above to create a kind in which, on the one hand, an exact Positioning of the intermeshing screws or the output waves can adjust to each other, on the other hand, the set Posi tioning remains unchanged even during operation, so that perfect screw engagement is always guaranteed.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Mehr schneckenextruder, insbesondere Doppelschneckenextruder, dadurch, daß zwischen der Antriebswelle und den Abtriebswellen ein Verzwei gungsgetriebe zwischengeschaltet ist, und daß auf den beiden Ab triebswellen oder Schnecken zumindest spielarm ineinandergreifende Synchronräder festgesetzt sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist das Verzweigungsgetriebe als Planetengetriebe aus gebildet. - Bei dem erfindungsgemäßen Mehrschneckenextruder und insbesondere Doppelschneckenextruder wird die Leistungsaufteilung durch das Verzweigungsgetriebe erreicht. Dieses Verzweigungsgetriebe läßt unschwer ein Ausrichten der beiden Abtriebswellen aufeinander zu, d. h. eine einwandfreie Einstellung der Zahnflanken bei endsei tig verzahnten Abtriebswellen, so daß auch ein einwandfreies Aus richten und lneinandergreifen der anzuschließenden Schnecken ge währleistet ist. Die einmal eingestellte Ausrichtung der Abtriebswellen bzw. Zuordnung ihrer Zahnflanken wird durch die praktisch spielfrei ineinandergreifenden Synchronräder sichergestellt. Diese Synchronrä der werden nach dem Ausrichten der Abtriebswellen in Eingriff ge bracht und lassen sich in einfacher Weise mit nahezu spielfreier Ein stellung festsetzen. Folglich kann sich die einmal eingestellte Aus richtung der sehr eng zusammenliegenden Abtriebswellen und ange schlossenen Schnecken weder durch unterschiedliche Steifigkeit der beiden Leistungszweige bzw. unterschiedliches Tordieren der beiden Abtriebswellen noch durch Fertigungsfehler bzw. aus Toleranzgründen verstellen. Daraus resultiert ein auch bei hoher Leistungsübertragung stets einwandfreier Schneckeneingriff. - Darin sind die wesentlichen durch die Erfindung erreichten Vorteile zu sehen.This object is achieved by the invention in a generic multi-screw extruder, in particular twin-screw extruder, characterized in that a branching transmission is interposed between the drive shaft and the output shafts, and that on the two drive shafts or screws from at least low-meshing synchronous wheels are fixed. According to a preferred embodiment of the invention, the branching gear is formed as a planetary gear. - In the multi-screw extruder according to the invention and in particular twin-screw extruder, the power distribution is achieved by the branching gear. This branching gear makes it easy to align the two output shafts to each other, that is, a perfect setting of the tooth flanks at end-sided toothed output shafts, so that a perfect alignment and interlocking of the screws to be connected is guaranteed GE. The once set alignment of the output shafts and the assignment of their tooth flanks is ensured by the practically backlash-free meshing synchronous wheels. These synchronous wheels are brought into engagement after the alignment of the output shafts and can be set in a simple manner with an almost backlash-free setting. Consequently, the once set direction of the very closely spaced output shafts and connected screws can neither be adjusted by different stiffness of the two power branches or different twisting of the two output shafts nor by manufacturing errors or for reasons of tolerance. This results in perfect screw engagement even with high power transmission. - This shows the main advantages achieved by the invention.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß die Übersetzungsstufen zwischen dem Planetengetriebe und den Abtriebswellen angeordnet sind, wobei die Antriebswelle an das Sonnenrad und an den Steg die Übersetzungsstu fen angeschlossen sind. Durch die geeignete Wahl der dem Verzwei gungsgetriebe nachgeschalteten Übersetzungsstufen - die grundsätzlich auch vorgeschaltet sein können - wird eine exakt gleiche Drehzahl der Abtriebswellen und folglich Schnecken erreicht. - Bei unmittelbar ineinandergreifenden Synchronrädern befinden sich die Abtriebswellen bzw. Schnecken im Gegenlauf. Um Gleichlauf zu erreichen, kann zwi schen den beiden Synchronrädern ein Zwischenrad angeordnet sein. Further features essential to the invention are listed below. Thus, the invention provides that the gear ratios are arranged between the planetary gear and the output shafts, the drive shaft to the sun gear and the web, the gear ratios are connected. Through the appropriate choice of the gear ratio downstream of the branching gearbox - which can in principle also be upstream - an exactly the same speed of the output shafts and consequently worms is achieved. - With synchronizer wheels that mesh directly with one another, the output shafts or worms are in opposite direction. In order to achieve synchronism, an intermediate wheel can be arranged between the two synchronous wheels.

Weiter sieht die Erfindung vor, daß die Synchronräder als auf den Abtriebswellen oder Schnecken axialverstellbare Zahnräder mit gegen läufiger Konizität ausgebildet und mittels reibungsschlüssiger Fixie rungselemente auf den Abtriebswellen oder Schnecken mit nahezu spielfreiem oder vollständig spielfreiem Eingriff festsetzbar sind. Im ganzen wird der Aufwand bei der manuellen Einstellung der Ab triebswellen bzw. Schnecken zum Ausgleich eventueller Fertigungs fehler bzw. Toleranzen erheblich reduziert.The invention further provides that the synchronous wheels than on the Output shafts or worms axially adjustable gears with counter common taper and with a frictional fixie tion elements on the output shafts or worms with almost backlash-free or completely backlash-free intervention can be fixed. All in all, the effort involved in manually setting the Ab drive shafts or worms to compensate for any manufacturing errors or tolerances considerably reduced.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigenIn the following, the invention is based on only one embodiment Example drawing illustrating explained in more detail; show it

Fig. 1 das Getriebe eines erfindungsgemäßen Doppelschneckenextru ders nach erfolgter Einstellung der Antriebswellen und Fest setzung der Synchronräder und Fig. 1 shows the gearbox of a twin-screw extruder according to the invention after setting the drive shafts and fixed setting of the synchronous wheels and

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1 vor Fest setzung der Synchronräder, wobei die an die Abtriebswellen anzuschließenden Schnecken angedeutet sind. Fig. 2 shows a detail from the object of FIG. 1 before fixed setting of the synchronizer wheels, the screws to be connected to the output shafts are indicated.

In den Figuren ist ein Doppelschneckenextruder dargestellt, und zwar mit einem Getriebe 1 mit einerseits Antriebswelle 2 und andererseits Übersetzungsstufen 3 für den Antrieb von zwei achsparallelen in einandergreifenden Schnecken 4, wobei die beiden Schnecken 4 dreh fest an eng zusammenliegende Abtriebswellen 5 des Getriebes 1 ange schlossen sind. Der auf die Antriebswelle 2 arbeitende Antriebsmotor ist nicht gezeigt. Zwischen der Antriebswelle 2 und den Antriebswel len 5 ist ein Verzweigungsgetriebe 6 zwischengeschaltet. Auf den bei den Abtriebswellen 5 sind zumindest spielarm ineinandergreifende Synchronräder 7 festgesetzt. Dadurch wird ein synchroner Gegenlauf der Abtriebswellen 5 erreicht. Im Ausführungsbeispiel weisen die Ab triebswellen 5 endseitig eine Verzahnung 6 auf. Aufgrund der syn chronen Kopplung der beiden Abtriebswellen 5 kann sich die zuvor eingestellte Zuordnung der Zahnflanken 9 der Abtriebswellen 5 nicht verändern. Folglich ist auch die in Abhängigkeit von der Ausrich tung der Abtriebswellen 5 sich zwangsläufig ergebende Zuordnung der Schnecken 4 sichergestellt, so daß auch im Betrieb stets ein wandfreier Schneckeneingriff gewährleistet ist. - Das Verzweigungs getriebe ist als Planetengetriebe 6 ausgebildet. Die Übersetzungsstu fen 3 sind zwischen dem Planetengetriebe 6 und den Abtriebswellen 5 angeordnet, wobei die Antriebswelle 2 an das Sonnenrad 10 ange schlossen ist und an den Steg 11 die Übersetzungsstufen 3 ange schlossen sind. Bei dem Ausführungsbeispiel sind gegenlaufende Ab triebswellen 5 und Schnecken 4 verwirklicht, Gleichlauf kann durch ein zwischen den beiden Synchronrädern zwischengeschaltetes Zwi schenrad erreicht werden, was nicht gezeigt ist. Die Synchronräder 7 sind als auf den Abtriebswellen axialverstellbare Zahnräder mit gegenläufiger Konizität ausgebildet und mittels nicht gezeigter Fixie rungselemente auf den Abtriebswellen 5 mit nahezu spielfreiem oder sogar spielfreiem Eingriff festsetzbar.In the figures, a twin-screw extruder is shown, namely with a gear 1 with on the one hand drive shaft 2 and on the other hand transmission stages 3 for driving two axially parallel in intermeshing screws 4 , the two screws 4 rotatably connected to closely located output shafts 5 of the gear 1 are. The drive motor working on the drive shaft 2 is not shown. Between the drive shaft 2 and the Antriebswel len 5 , a branching gear 6 is interposed. On the synchronizing wheels 7, which mesh with one another with the output shafts 5 at least with little play. A synchronous counter-rotation of the output shafts 5 is thereby achieved. In the exemplary embodiment, the drive shafts 5 have a toothing 6 at the end. Due to the synchronous coupling of the two output shafts 5 , the previously set assignment of the tooth flanks 9 of the output shafts 5 cannot change. Consequently, the inevitably resulting assignment of the screws 4 is ensured as a function of the alignment of the output shafts 5 , so that even during operation a wall-free screw engagement is guaranteed. - The branching gear is designed as a planetary gear 6 . The gear ratios 3 are arranged between the planetary gear 6 and the output shafts 5 , the drive shaft 2 being connected to the sun gear 10 and the gear ratios 3 being connected to the web 11 . In the embodiment, counter-rotating drive shafts 5 and worms 4 are realized, synchronism can be achieved by an interposed between the two synchronous gears, which is not shown. The synchronous wheels 7 are designed as axially adjustable gear wheels with opposite taper on the output shafts and by means of fixing elements (not shown) on the output shafts 5 with almost play-free or even play-free engagement.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich auch bei einem Mehr schneckenextruder mit beispielsweise drei oder mehr Schnecken ver wirklichen. Dann ist gegebenenfalls der Einsatz eines weiteren Ver zweigungsgetriebes und weiterer Synchronräder zwischen den übrigen Abtriebswellen bzw. Schnecken erforderlich.The measures according to the invention can also be used when there is more screw extruder with, for example, three or more screws real. Then the use of another Ver branch transmission and other synchronous wheels between the others Output shafts or worms required.

Claims

1. Multi-screw extruder, in particular twin-screw extruder, with a gearbox with a drive shaft on the one hand and, on the other hand, transmission stages for driving at least two axially parallel in intermeshing screws, the two screws being rotatably connected to closely spaced output shafts of the gearbox, characterized in that between the drive shaft ( 2 ) and the output shafts ( 5 ) a branching gear ( 6 ) is interposed, and that on the two output shafts ( 5 ) or screws ( 4 ) at least with little play interlocking synchronous wheels ( 7 ) are fixed.

2. Multi-screw extruder according to claim 1, characterized in that the branching gear is designed as a planetary gear ( 6 ).

3. Multi-screw extruder according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission stages ( 3 ) between the planetary gear ( 6 ) and the output shafts ( 5 ) are arranged, the drive shaft ( 2 ) to the sun gear ( 10 ) and to the Web ( 11 ) the translation stages ( 3 ) are connected.

4. Multi-screw extruder according to one of claims 1 to 3, characterized in that an intermediate wheel is arranged between the two synchronous wheels ( 7 ).

5. Multi-screw extruder according to one of claims 1 to 4, characterized in that the synchronous wheels ( 7 ) as on the output shafts ( 5 ) or worms ( 4 ) axially adjustable gears formed with Gegenläu term conicity and by means of frictional fixing elements on the output shafts ( 5 ) or screws ( 4 ) can be fixed with almost zero or zero clearance.