DE3833520C2 - Getriebe zum Antrieb der Schnecken eines Doppelschneckenextruders - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Antrieb der bei­ den Schnecken eines Doppelschneckenextruders, dessen Schnecken koaxiale Antriebswellen unterschiedlicher Län­ ge aufweisen, wobei die längere Antriebswelle durch einen Motor direkt oder unter Zwischenschaltung von Rit­ zeln antreibbar ist, die kürzere Antriebswelle mittels zweier kämmender Ritzel durch eine zusätzliche Welle an­ treibbar ist und auf der längeren Antriebswelle ein mit dem auf der kürzeren Antriebswelle angeordneten Ritzel verbundenes Ritzel vorgesehen ist.

Es ist bereits ein Getriebe zum Antrieb von zwei Schnec­ ken eines Kunststoffextruders bekannt, bei dem eine der Schnecken direkt über ein auf einer koaxialen Welle an­ geordnetes Stirnrad und die andere Schnecke, die eine koaxiale Welle mit Ritzel aufweist, indirekt über das Stirnrad und mehrere hintereinander geschaltete Zahn­ räder antreibbar ist, wobei zum Antrieb der indirekt an­ treibbaren Schnecke zwei parallele, über Zahnräder mit dem Stirnrad verbundene Wellen vorgesehen sind und wobei die beiden Wellen je über ein auf jeder Welle vorgesehe­ nes Zahnrad mit dem Ritzel der Schneckenwelle verbunden sind. Das bekannte Getriebe hat den Nachteil, daß seine Demontage schwierig ist, was sich natürlich bei erfor­ derlichen Reparaturen als ungünstig erweist.

In der DE 35 34 212 A1 ist der klassische Antrieb be­ schrieben, wobei die kürzere Antriebswelle über ein Rit­ zel angetrieben wird. Es ist aber schwierig, diese kür­ zere Antriebswelle der Schnecken eines Doppelschnecken­ extruders mit hohem Drehmoment anzutreiben. Dies rührt daher, daß bei der kürzeren Antriebswelle der Radius des Zahnrades begrenzt ist. Er kann dabei höchstens so groß sein, wie der Abstand der beiden Antriebswellen, vermin­ dert um den Radius der längeren Antriebswelle, weil das Zahnrad sonst mit der längeren Antriebswelle kollidier­ te. Da die beiden Schnecken eines Doppelschneckenextru­ ders relativ knapp beieinander liegen und die Dicke der Antriebswelle wegen der zu übertragenden hohen Dreh­ momente auch relativ groß sein muß, ist der maximal mög­ liche Durchmesser für das Zahnrad bzw. Ritzel der kürze­ ren Antriebswelle klein. Dies hat zur Folge, daß die Kraft, die über die Zähne des Ritzels übertragen werden muß, sehr groß ist, so daß die Zähne rasch verschleißen. Um den Druck, der auf die Zähne bzw. Zahnflanken wirkt, gering zu halten, ist es üblich, das Ritzel relativ lang zu machen. Es treten also bei dem Antrieb gemäß der DE 35 34 212 A1 infolge des Durchbiegens des Stabes, auf dem das lange Ritzel sitzt, Probleme auf, hohe Dreh­ momente auf die kürzere Antriebswelle zu übertragen.

Bei der DE 32 01 952 A1 wird das Ritzel von der kürzeren Antriebswelle von zwei sich etwa gegenüberliegenden Rit­ zeln angetrieben. Aus geometrischen Gründen müssen diese beiden Ritzel aber bezüglich der Ebene, in der die bei­ den Antriebswellen liegen, auf verschiedenen Seiten lie­ gen. Dadurch wird aber der Ausbau der Antriebswellen schwierig, weil zunächst mindestens eine der zusätzli­ chen Wellen ausgebaut werden muß.

Das DE-GM 17 32 201 betrifft eine Schneckenpresse, ins­ besondere für Kunststoffe, bei der die Schneckenachsen über die Kammwalzen hinaus mit geringerem Durchmesser verlängert und auf den Verlängerungen Axialdrucklager axial versetzt zueinander angeordnet sind, deren Durch­ messer entsprechend der Verlängerung des Durchmessers der verlängerten Schwenkachsen groß gehalten ist. Diese Anordnung stellt aber eine schlechte Lösung für das Übertragen hoher Drehmomente dar, weil die eine An­ triebswelle nur über die zweite Antriebswelle angetrie­ ben wird, so daß auf deren Ritzel die doppelte Kraft einwirken muß im Vergleich zu der Kraft, die für den An­ trieb der zweiten Antriebswelle allein notwendig wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zum Antrieb der beiden Schnecken eines Dop­ pelschneckenextruders zu schaffen, das die gestellten Anforderungen bezüglich der Übertragung hoher Drehmomen­ te erfüllt und darüber hinaus einfach im Aufbau ist, so daß es ohne Schwierigkeiten demontiert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch ein Getriebe der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeich­ nenden Teiles des Patentanspruches 1.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind gemäß An­ spruch 2 die Lager des Ritzels der kürzeren Antriebs­ welle gegenüber den benachbarten Lagern der Ritzel der zusätzlichen Welle und der längeren Antriebswelle um mindestens die Lagertiefe vom Ritzel weg versetzt ange­ ordnet.

Der Lagerabstand für die längere Antriebswelle bleibt dadurch klein. Dies ist von Vorteil, da sich sonst das auf der längeren Antriebswelle angeordnete, mit dem Rit­ zel auf der kürzeren Antriebswelle in Eingriff stehende Ritzel unter Belastung durchbiegen kann.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Getriebes sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Drauf­ sicht auf ein Getriebe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine weitere Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Getriebes.

Gemäß Fig. 1 und 3 wird ein Ritzel 1, welches auf einer An­ triebswelle 2 aufgekeilt ist, von einem mit dem nicht dargestell­ ten Motor in Verbindung stehenden Ritzel 3 angetrieben. Die An­ triebswelle 2 ist durch ein Verbindungsprofil 24 mit einer nicht dargestellten Schnecke fest verbunden. Das Ritzel 3 treibt auch ein Ritzel 5 an, das mittels einer Ringspannverbindung zum Ein­ stellen mit dem einen Ende einer zusätzlichen Welle 6 verbun­ den ist, an deren anderem Ende ein Ritzel 7 aufgekeilt ist. Das Ritzel 7 treibt ein auf der Antriebswelle 11 aufgekeiltes Schneckenritzel 8, wobei der Achsstummel zum Eingriff in eine nicht dargestellte Schnecke ein Verbindungsprofil 9 aufweist. Auf der Antriebswelle 2 ist ein Ritzel 10 aufgekeilt, das mit dem Schneckenritzel 8 kämmt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, liegen die Mittellinien der drei Ritzel 7, 8, 10 in einer Ebene. Zwischen den Wellen 2 und 6 ist ein Tandemlager 12 für die Welle 11 des Schneckenritzels 8 angeordnet. Die Lager 13 der Welle 11 sind gegenüber den Lagern 14 und 15 der Wellen 2 und 6 versetzt angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Lager größer auszubilden. Der Antrieb der einen Schnecke erfolgt über das auf der Welle 2 aufgekeilte Ritzel 1, das vom Motorritzel 3 angetrieben wird. Der Antrieb der anderen Schnecke wird einer­ seits über das vom Motorritzel 3 angetriebene und auf der zu­ sätzlichen Welle 6 angeordnete Ritzel 5 sowie das auf derselben Welle 6 angeordnete Ritzel 7 und anderseits über das auf der Welle 2 angeordnete Ritzel 10 bewerkstelligt, wobei die beiden Ritzel 7 und 10 mit dem Schneckenritzel 8 kämmen.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die An­ triebswelle 2 und die zusätzliche Welle 6 separat antreibbar sind. Der Antrieb der Welle 2 erfolgt durch einen Gleichstrom­ motor unter Zwischenschaltung der Ritzel 16 und 17, der Antrieb der Welle 6 direkt durch einen zusätzlichen Gleichstrommotor. Je nach erreichbarem Achsabstand zwischen den beiden Wellen 2 und 6 kann der Antrieb für beide Wellen direkt ohne Zwischen­ schaltung von Ritzeln erfolgen. Der Antrieb kann auch für die zusätzliche Welle 6 oder für beide Wellen 2 und 6 und je einer Untersetzungsstufe nach außen geführt werden.

Der Antrieb würde dann mit zwei Untersetzungsgetrieben und zwei Gleichstrommotoren erfolgen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß Drehmomentunterschiede zwischen den Antriebs­ wellen 2 und 11 über die Differenz der Stromaufnahme beider Gleichstrommotore festgestellt werden können. Das maximal zu­ lässige Drehmoment je Schnecke kann zuverlässig begrenzt wer­ den. Störungen können vermieden und Schneckenbrüche durch Über­ lastung verhindert werden. Schneckenbrüche durch Überlastung treten in der Praxis immer wieder auf. Die Kosten, die dabei entstehen, sind sehr hoch, da nicht nur die Schnecken paarwei­ se ersetzt werden müssen, sondern meist auch der Zylinder und manchmal auch die Getriebe. Hinzu kommen hohe Produktionsaus­ fallverluste.

Die höhere Betriebssicherheit durch exakte Drehmomentbe­ grenzung ermöglicht eine rechnerisch höhere Belastung der Schnec­ ken, da wegen der geringeren Belastungsschwankungen die Sicher­ heitswerte reduziert werden können. Dadurch wiederum lassen sich, auf den Durchmesser bezogen, höhere Ausstoßleistungen erzielen.

Claims (2)

1. Getriebe zum Antrieb der beiden Schnecken eines Doppel­ schneckenextruders, dessen Schnecken koaxiale Antriebs­ wellen unterschiedlicher Länge aufweisen, wobei die län­ gere Antriebswelle durch einen Motor direkt oder unter Zwischenschaltung von Ritzeln antreibbar ist, die kürzere Antriebswelle mittels zweier kämmender Ritzel durch eine zusätzliche Welle antreibbar ist und auf der längeren Antriebswelle ein mit dem auf der kürzeren Antriebswelle angeordneten Ritzel verbundenes Ritzel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der längeren Antriebs­ welle (2) angeordnete Ritzel (10) direkt mit dem auf der kürzeren Antriebswelle (11) angeordneten Ritzel (8) kämmt, daß die Mittellinie des auf der kürzeren Antriebswelle (11) angeordneten Ritzels (8), die Mittellinie des Ritzels (7) der zusätzlichen Welle (6) und die Mittel­ linie des auf der längeren Antriebswelle (2) angeordne­ ten Ritzels (10) in einer Ebene liegen, wobei die zu­ sätzliche Welle (6) durch einen zusätzlichen Motor direkt oder unter Zwischenschaltung von Ritzeln antreibbar ist oder wobei zum gemeinsamen Antrieb der längeren Antriebs­ welle (2) und der zusätzlichen Welle (6) ein gemeinsames Ritzel (3) vorgesehen ist, welches mit einem Motor ver­ bindbar ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (13) des Ritzels (8) der kürzeren Antriebswelle (11) gegenüber den benachbarten Lagern (14 bzw. 15) der Ritzel (7, 10) der zusätzlichen Welle (6) und der länge­ ren Antriebswelle (2) um mindestens die Lagertiefe vom Ritzel (8) weg versetzt angeordnet sind.