DE4305133A1

DE4305133A1 - Getriebe für Doppelschneckenextruder

Info

Publication number: DE4305133A1
Application number: DE4305133A
Authority: DE
Inventors: Ludger Urban
Original assignee: A Friedrich Flender AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1993-02-19
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2013-02-20
Also published as: DE4305133C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für Doppelschneckenextruder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus DE-AS 28 56 068 ist ein gattungsgemäßes Getriebe für Doppelschneckenextruder bekannt. Das Getriebgehäuse bei diesem Getriebe besteht aus drei in Axialrich tung hintereinander angeordneten Teilgehäusen, die miteinander fest verschraubt sind. Hiervon ist zumindest das schneckenseitig angeordnete Teilgehäuse mittels zweier Teilungsebenen, die parallel zu den Achsen der Getriebewelle verlaufen, geteilt. Diese Teilung ist notwendig, um das Getriebe montieren zu können.

Bei dem Getriebe gemäß DE-AS 28 56 068 wird die erste Schneckenwelle direkt ange trieben und besteht aus zwei Teilwellen, welche mittels Vielkeilverzahnung mit einander drehfest verbunden sind. Die zweite Schneckenwelle wird von der ersten Schneckenwelle über einen Zahnrädersatz und einer Nebenwelle angetrieben, die ihrerseits zwei Stützwellen antreibt, welche gemeinsam die zweite Schneckenwelle antreiben. Die Anordnung einer Nebenwelle zusätzlich zu den beiden Stützwellen ist bei diesem Extrudergetriebe erforderlich, da die beiden Schneckenwellen ge gensinnig drehen sollen. Bei gleichsinniger Drehrichtung der Schneckenwelle kann die Nebenwelle oder auch anders gesagt ein Drehrichtung umkehrender Zahnradsatz entfallen. Ob die Schneckenwellen gleich oder gegensinnig drehen hängt vom Extruder als solchen ab. Beides ist technisch machbar.

Wie schon zuvor erwähnt besteht das Getriebegehäuse aus drei hintereinander an geordneten Teilgehäusen, welche für sich jeweils wieder zum Zwecke der Montage durch die Lagerungen der einzelnen Wellen in mehrere Teile geteilt sind. Eine derartige Konstruktion des Extrudergetriebes hat zur Folge, daß in Axialrichtung gesehen, bedingt durch die Anordnung von drei Teilgehäusen, das Getriebe lang baut. Dieses hat zur Folge, daß viel Material benötigt wird, die Innenteile ent sprechend ausgeführt werden müssen und hohe Kosten für die Bearbeitung der ein zelnen Gehäuse und Getriebeinnenteile entstehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung durch entsprechende Gestaltung des Getriebes die Kosten für Material, Herstellung und Montage eines gattungsgemäßen Getriebes zu senken und durch eine kompakte Bauweise den benötigten Platzbedarf zu reduzie ren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst. Durch entsprechende Anordnung der beiden Verteilerwellen und der zweiten Schneckenwelle ist es möglich, das schneckenseitige Teilgehäuse nur in einer einzigen Ebene zu teilen, so daß dieses Teilgehäuse lediglich aus zwei Gehäuse teilen besteht. Hierdurch werden Material, erhebliche Bearbeitungskosten und Verbindungsteile wie Schrauben und dergleichen eingespart. Die Anordnung der beiden Verteilerwellen und der zweiten Schneckenwelle in einer Ebene hat zur Folge, daß die Zahnkräfte bezüglich der zweiten Schneckenwelle sich aufheben, so daß die Lagerung der zweiten Schneckenwelle entsprechend günstig gewählt werden kann.

Dadurch, daß die erste Schneckenwelle in zwei Teilwellen geteilt ist ergibt sich die Möglichkeit, die Lagerung hierfür nicht in einer Teilungsebene des Gehäuses anzuordnen, sondern die Teilwellen mittels Steckmontage von beiden Getriebesei ten getrennt her einzuführen. Hieraus ergibt sich bei der gewählten Gehäuseform der Vorteil, daß beide Teilwellen im gleichen Gehäuse gelagert sind, wodurch die Laufgenauigkeit erhöht wird.

Des weiteren sind alle Wellen und Zahnräder des Verteilergetriebes in ein und demselben Teilgehäuse, welches nur aus zwei Gehäuseteilen besteht angeordnet und gelagert, wodurch die Fertigung verbilligt, die Montage vereinfacht und die Präzision erhöht wird. Somit baut das leistungsverzweigende Getriebe für Doppel schneckenextruder besonders klein und bietet erhebliche Vorteile bezüglich der Herstellungskosten.

Aus DE-PS 32 01 952 ist auch ein leistungsverzweigendes Getriebe für Doppel schneckenextruder bekannt. Bei diesem Getriebe sind die Verteilerwellen symmetrisch zu den beiden Schneckenwellen angeordnet, was bedeutet, daß die zweite Schneckenwelle von zwei Zahnrädern angetrieben wird, welche nicht diametral gegenüberliegen, so daß die Zahnkräfte sich gegenseitig nicht aufheben und die Differenz von der zweiten Schneckenwelle aufgenommen werden muß. Aus dieser Druckschrift ist auch nicht zu erkennen, wie das Getriebegehäuse genau gestaltet ist und ob es eine oder mehrere Teilungsebenen aufweist. Um die Antriebsteile überhaupt montieren zu können, ist davon auszugehen, daß das Gehäuse mehrere Teilfugen und somit eine Vielzahl von Gehäuseteilen aufweist.

Aus der Druckschrift DE-PS 34 31 547 ist ferner ein Verzweigungsgetriebe für Dop pelschneckenextruder bekannt geworden, bei dem das Gehäuse aus drei in Axial richtung gesehen hintereinander angeordneten Teilgehäusen besteht. Dabei sind das vordere und das hintere Teilgehäuse um den Abstand der beiden Schneckenwel len versetzt zueinander angeordnet. Gemäß Fig. 8, 10 und 11 sind zwar die Zahnräder zum Antrieb der zweiten Schneckenwelle in einer Ebene mit der zweiten Schneckenwelle (Fig. 10, vorderes Teilgehäuse) bzw. mit der ersten Schnecken welle (Fig. 11, hinteres Getriebgehäuse) angeordnet, aber das Getriebegehäuse besteht aus drei zueinander versetzt angeordneten Teilgehäusen, wobei das vor dere und hintere Teilgehäuse noch einmal geteilt sind und zwar das vordere Ge häuse durch die gemeinsame Ebene der vorderen Antriebszahnräder und der zweiten Schneckenwellen und das hintere Teilgehäuse durch die gemeinsame Ebene der hin teren Antriebszahnräder für die zweite Schneckenwelle und der ersten Schnecken welle. Auch hier sind auf Grund des sehr stark differierenden Getriebekonzeptes mehrere Teilgehäuse notwendig, die teilweise noch einmal für sich geteilt sind. Mit diesem Getriebekonzept können die angestrebten Vorteile nicht erreicht werden.

Es ist auch aus DE-OS 20 25 162 ein Getriebe für Doppelschneckenextruder bekannt geworden, bei dem die zweite Schneckenwelle und die beiden Verteilerwellen in einer Ebene angeordnet sind. In dieser Druckschrift werden aber keine Angaben oder Ausführungen über die Gestaltung des Getriebgehäuses gemacht. Es entsteht vielmehr der Eindruck, daß das Übersetzungsgetriebe und das Verteilergetriebe womöglich in ein und demselben Gehäuse untergebracht sind. Da keine Angaben über das Getriebegehäuse gemacht werden, ist auch nicht zu erkennen, ob und in wel cher Weise es eventuell zur Vereinfachung der Montage geteilt werden könnte. Auch weicht es durch die einteilige erste Schneckenwelle vom Oberbegriff der Erfindung deutlich ab.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Axiallager der ersten Schneckenwelle im Vorschaltgehäuse angeordnet ist. Hierdurch kann weiterer Bauraum eingespart werden, insbesondere dann, wenn dieses Axiallager teilweise in das Zahnrad integriert wird.

Das antriebsseitige Teilgehäuse (Vorschaltgehäuse) dient vornehmlich der Aufnah me von einer oder mehreren Übersetzungsstufen. Somit muß bei Änderung der Übersetzung nicht das gesamte Getriebe demontiert werden, sondern lediglich nur das Teilgehäuse, welches den Übersetzungsteil aufnimmt. Somit sind Übersetzungsän derungen mit geringstem Aufwand möglich.

Um die Gehäusebearbeitung des schneckenseitigen Teilgehäuses zu vereinfachen ist es vorgesehen, die Lagerung der Schneckenwellen auf der Extruderseite in Hülsen anzuordnen, welche auf der Innenseite die Konturen für die Lagerung, welche je weils aus separatem Radial- und Axiallager besteht anzuordnen, so daß im Gehäuse selber lediglich zylindrische Bohrungen anzubringen sind. Da für diese Teile ho he Präzision gefordert wird, ist es vorteilhaft, die erforderlichen Konturen vom Gehäuse in Hülsen zu verlagern, die dann auf einer Drehmaschine erstellt werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf die zweite Schneckenwelle mit den bei den Verteilerwellen gemäß Ansicht X-X;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Getriebegehäuses, von der Extru derseite gesehen mit Blick auf die Bohrungen für die beiden Schneckenwellen;

Fig. 3 Getriebe in schematischer Ansicht einschließlich Vor schaltübersetzungsstufe;

Fig. 4 Ansicht auf die Bohrungen zur Aufnahme der Hülsen für die Lagerung der beiden Schneckenwellen;

Fig. 5 Schnitt durch die Lagerung einschließlich Hülsen der bei den Schneckenwellen;

Fig. 6 Ansicht wie in Fig. 2, aber mit Achse zum Wegklappen eines Teilgehäuses für Montagezwecke.

In Fig. 3 ist ein Getriebe für Doppelschneckenextruder schematisch dargestellt. Das Getriebegehäuse 10 besteht aus zwei Teilgehäusen 11, 12. Das Teilgehäuse 11 beherbergt den Verzeigungsteil des Getriebes. Das Teilgehäuse 12 beinhaltet ein Übersetzungsgetriebe, welches ein oder mehrstufig sein kann. In der Fig. 3 ist eine einstufige Version dargestellt.

Das Teilgehäuse 12 (antriebsseitig) nimmt eine Antriebswelle 8 auf, welche ein Zahnrad 18 trägt. Das Zahnrad 18 kämmt mit einem Zahnrad 19, welches auf der Welle 3 angeordnet ist. Das Teilgehäuse 12 ist mit dem Teilgehäuse 11 (schneckenseitig) über Schraubverbindungen fest aber lösbar verbunden. Die Welle 3 treibt über eine Vielkeilverzahnung 17 die Teilwelle 15 an, welche im Teilge häuse 11 gelagert ist.

Als besonders vorteilhaft ist herauszustellen, daß das Axiallager 6 der ersten Schneckenwelle 1 im Teilgehäuse 12 angeordnet ist. Um Platz und Kosten zu spa ren, ist dieses Axiallager 6 teilweise in das Zahnrad 19 der Welle 3 eingelas sen. Dieses Axiallager kann natürlich auch im Teilgehäuse 11 des Verteilerge triebes untergebracht werden.

Die Teilwelle 15 ist mittels einer Vielkeilverzahnung 16 drehfest mit der Teil welle 14 verbunden. Teilwelle 14 und 15 zusammen bilden die erste Schneckenwelle 1. Die Teilwelle 15 trägt ein Zahnrad 23, welches mit den beiden Zahnrädern 26, 27 im Zahneingriff steht. Die Zahnräder 26, 27 sind über die Verteilerwellen 4, 5 (Torsionswellen) im Teilgehäuse 11 gelagert. Die Verteilerwellen 4, 5 sind über Vielkeilverzahnungen 33 mit den Zahnrädern 28, 29 drehstarr verbunden, wel che ebenfalls im Teilgehäuse 11 gelagert sind (Fig. 1). Die Zahnräder 28, 29 stehen mit dem Zahnrad 30 der zweiten Schneckenwelle 2 im Zahneingriff. Die Schneckenwelle 2 ist über Radiallager 34, 35 im Teilgehäuse 11 gelagert. Zusätz lich ist die Schneckenwelle 2 mit einem Axiallager 7 versehen, welches sich im Teilgehäuse 11 abstützt zur Aufnahme der axialen Schneckenkräfte. Die als Tor sionswellen ausgebildeten Verteilerwellen 4, 5 dienen einmal dem Lastausgleich untereinander, sowie dem Ausgleich der Verdrillung der Teilwelle 14 der ersten Schneckenwelle 1.

In Fig. 2 ist die Lage der Achsen 21, 22 der beiden Schneckenwellen 1, 2 sowie der Achsen 24, 25 der Verteilerwellen 4, 5 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Achsen 24, 25 der beiden Verteilerwellen 4, 5 mit der Achse 22 der zweiten Schneckenwelle 2 in einer Ebene 13 angeordnet sind. Die Ebene 13 stellt auch die Teilungsebene vom Teilgehäuse 11 dar. Sie teilt das Teilgehäuse 11 in die Ge häuseteile 11a und 11b. Somit weist das Gehäuse 11 nur eine Teilfuge auf, ist dementsprechend einfach zu bearbeiten und benötigt wenig Verbindungselemente.

In Fig. 4 sind die beiden Gehäusebohrungen 31, 32 für die Schneckenwelle 1 und der Schneckenwelle 2 groß dargestellt, welche die Hülsen 36, 37 für die Lager 38, 34 (Fig. 5) zur Lagerung der beiden Schneckenwellen aufnehmen. Es ist deut lich sichtbar, daß die beiden Gehäusebohrungen 31, 32 sich stark überlappen. Dieses Überlappen ist möglich geworden, da die radialen Kräfte auf die beiden Schneckenwellen konstruktionsbedingt relativ gering sind.

In Fig. 5 ist ein Schnitt Z-Z gemäß Fig. 4 durch die Gehäusebohrungen 31, 32 für die beiden Schneckenwellen einschließlich Hülsen 36, 37 und Lager 38, 34 darge stellt. Die kombinierten Axial/Radiallager 34, 38 erfordern besondere Konturen in der Bohrung, die in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellt sind. Um das Gehäuse 11 einfach und kostengünstig fertigen zu können, sind die Bohrungen 31, 32 zylindrisch gestaltet und die Konturen für die Lager 38, 34 sind in die Hül sen 37, 36 eingearbeitet. Da die Bearbeitung der Hülsen auf Drehmaschinen er folgt, während das Gehäuse auf einem Bohrwerk bearbeitet wird, entstehen hier durch Kostenvorteile und das Ausschußrisiko wird vermindert.

In der Fig. 6 ist das Teilgehäuse 11 gemäß Fig. 2 mit einer Schwenkachse 39 versehen, womit das Gehäuseteil 11b gegenüber dem Gehäuseteil 11a für Montage zwecke verschwenkt werden kann. Da die Achsen der beiden Schneckenwellen bei Doppelschneckenextrudern normalerweise in einer horizontalen Ebene angeordnet sind, verläuft die Teilungsebene 13 des Teilgehäuses 11 bei Aufstellung des Ge triebes in Betriebslage vertikal. Bei einem vertikalen Verlauf der Teilungsebene 13 können aber Demontagen und Montagen nur mit größten Schwierigkeiten durchge führt werden. Um aber in solchen Fällen das ganze Getriebe nicht vom Fundament demontieren zu müssen besteht die Möglichkeit, mittels einer Schwenkachse 39 das Gehäuseteil 11b auf einfache Weise zu verschwenken, bis die Teilungsebene hori zontal oder nahezu horizontal verläuft. Bei einem derartigen Verschwenken kön nen die in der Teilungsebene angeordneten Wellen 2, 4 und 5 mittels geeigneter Vorrichtungen am Gehäuseteil 11 befestigt werden, damit diese solange gehalten sind, bis das Gehäuse entweder geschlossen oder komplett geöffnet ist. Die Schwenkachse 39 ist so angeordnet, daß kein Verklemmen beim Schließen der Gehäu seteile 11a und 11b zwischen den Gehäuseteilen und den eingefügten Lagern bzw. Hülsen oder zwischen den Gehäuseteilen selber auftritt. Somit ist die Schwenk achse 39 unterhalb des Gehäuseteiles 11b angeordnet. Hierdurch wird auch ein deutlicher Abstand der Schwenkachse 39 zu der nächstliegenden Achse 25 der unte ren Verteilerwelle 5 gehalten.

Bezugszeichenliste

1 erste Schneckenwelle
2 zweite Schneckenwelle
3 Welle
4 Verteilerwelle
5 Verteilerwelle
6 Axiallager von 1
7 Axiallager von 2
8 Antriebswelle
10 Getriebegehäuse
11 Teilgehäuse schneckenseitig
11a Gehäuseteil
11b Gehäuseteil
12 Teilgehäuse antriebsseitig
13 Ebene; Teilungsebene von 11
14 Teilwelle von 1
15 Teilwelle von 1 (antriebsseitig)
16 Vielkeilverzahnung
17 Vielkeilverzahnung
18 Zahnrad
19 Zahnrad
21 Achse der ersten Schneckenwelle 1
22 Achse der zweiten Schneckenwelle 2
23 Zahnrad
24 Achse der Verteilerwelle 4
25 Achse der Verteilerwelle 5
26 Zahnrad (Verteilerwelle 4)
27 Zahnrad (Verteilerwelle 5)
28 Zahnrad (Verteilerwelle 4)
29 Zahnrad (Verteilerwelle 5)
30 Zahnrad
31 Gehäusebohrung
32 Gehäusebohrung
33 Vielkeilverzahnung
34 Lager
35 Lager
36 Hülse
37 Hülse
38 Lager
39 Schwenkachse

Claims

1. Getriebe für Doppelschneckenextruder mit einer von einer Welle (3) unmittel bar angetriebenen ersten Schneckenwelle (1) und einer von der ersten Schnec kenwelle über zwei beidseitig angeordnete Verteilerwellen (4, 5) angetriebe nen zweiten Schneckenwelle (2), wobei alle Wellen (1, 2, 3, 4, 5) in einem Getriebegehäuse (10) angeordnet sind, welches in Axialrichtung aus mehreren, lösbar miteinander verbundenen Teilgehäusen (11, 12) besteht und wobei die erste Schneckenwelle (1) aus zwei Teilwellen (14, 15) besteht, welche mittels Vielkeilverzahnung (16) drehstarr miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß
das Getriebegehäuse (10) aus zwei Teilgehäusen (11, 12) besteht und die Achsen (22, 24, 25) der beiden Verteilerwellen (4, 5) und die der zweiten Schneckenwelle (2) in einer Ebene (13) liegen, die senkrecht zur Ebene der beiden Achsen (21, 22) der Schneckenwellen (1, 2) verläuft und
das schneckenseitige Teilgehäuse (11) in der Ebene (13) der Achsen (22, 24, 25) geteilt ist und
beide Teilwellen (14, 15) im schneckenseitigen Teilgehäuse (11) radial gelagert sind und
alle Zahnräder (23, 26, 27; 28, 29, 30) des Antriebes von der ersten Schnecken welle (1) über die Verteilerwellen (4, 5) auf die zweite Schneckenwelle (2) im schneckenseitigen Teilgehäuse (11) angeordnet und gelagert sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) mit der Teilwelle (15) mittels Vielkeilverzahnung (17) drehstarr verbunden ist und das Axiallager (6) der ersten Schneckenwelle (1) trägt, welches sich im an triebsseitigen Teilgehäuse (12) abstützt.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (6) der ersten Schneckenwelle ganz oder teilweise im Zahnrad (19) der Welle (3) inte griert ist.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im antriebsseitigen Teilgehäuse (12) eine Antriebswelle (8) und die Welle (3) gelagert sind, welche Zahnräder (18, 19) tragen, die miteinander im Eingriff stehen und der Übersetzungsanpassung dienen.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schneckenseitige Lagerung (38, 34) der beiden Schneckenwellen (1, 2) mittels Hülsen (36, 37) im schneckenseitigen Teilgehäuse (11) erfolgt.

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (11b) mittels einer parallel zu den Achsen (21, 22, 24, 25) der Schneckenwellen und Verteilerwellen verlaufenden Schwenkachse (39) am Gehäuseteil (11a) be festigt werden kann, so daß das Gehäuseteil (11b) für Montagezwecke so weit aus der Betriebslage verschwenkt werden kann, bis dessen Teilungsebene (13) horizontal verläuft.