JP2016187960A

JP2016187960A - 二軸スクリュー押出機のための駆動部のトランスミッション構造体

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Publication number: JP2016187960A
Application number: JP2016059523A
Authority: JP
Inventors: ブルクハルト・ピンネカンプ; Burkhard Pinnekamp
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2016-11-04
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: DE102015004051B4; DE102015004051A1; CN106393629B; JP6640626B2; CN106393629A

Abstract

【課題】二軸スクリュー押出機のための駆動部の新式のトランスミッション構造体と、このようなトランスミッション構造体を備える二軸スクリュー押出機のための駆動部を創出する。【解決手段】出力分配段（１１）と、出力合成段（１２）とを有する、二軸スクリュー押出機のための駆動部のトランスミッション構造体（１０）であって、前記出力分配段は互いに噛合するギヤ（１３，１４，１５）を有しており、前記出力合成段も互いに噛合するギヤ（１６，１７，１８）を有しているトランスミッション構造体であり、前記出力分配段（１１）の前記ギヤ（１３，１４，１５）はシングルヘリカルギヤであり、前記出力合成段（１２）の前記ギヤ（１６，１７，１８）はダブルヘリカルギヤであるか、あるいは、前記出力分配段の前記ギヤはダブルヘリカルギヤであり、前記出力合成段の前記ギヤはシングルヘリカルギヤである、トランスミッション構造体。【選択図】図１

Description

本発明は請求項１のおいて書き部に記載の、二軸スクリュー押出機のための駆動部のトランスミッション構造体に関する。本発明はまた、そのようなトランスミッション構造体を備える二軸スクリュー押出機のための駆動部に関する。

特許文献１から、二軸スクリュー押出機のための駆動装置の基本的な構成と、当該駆動装置の出力軸と協働する、このような駆動装置のトランスミッション構造体が知られている。すなわち当該従来技術から、駆動装置の出力軸と協働するトランスミッション構造体は、出力分配段と、出力合成段とを含むことが知られている。出力分配段は互いに噛合するギヤを有しており、出力合成段も互いに噛合するギヤを有している。出力分配段のギヤおよび出力合成段のギヤはそれぞれ、シングルヘリカルギヤとして実施されている。

二軸スクリュー押出機の駆動装置のトランスミッション構造体によって、比較的大きな出力およびトルクが伝達されなければならない場合、従来技術では、トランスミッション構造体の大きさを適合させることによって当該出力およびトルクが実現され得る。しかしながら伝達すべき出力もしくはトルクが増大するに従い、トランスミッション構造体の従来の構成型式を単に拡大するだけでは実現され得なくなる。従って二軸スクリュー押出機の駆動部のための新式のトランスミッション構造体であって、これを用いて従来技術から知られているトランスミッション構造体よりも大きな出力もしくはトルクが伝達され得るトランスミッション構造体が求められている。

独国特許発明第１０２００４０５１３０６号明細書

上記の点に鑑み、本発明は二軸スクリュー押出機のための駆動部の新式のトランスミッション構造体と、このようなトランスミッション構造体を備える二軸スクリュー押出機のための駆動部を創出することを課題とする。

上記の課題は請求項１に記載のトランスミッション構造体によって解決される。

本発明によれば、出力分配段のギヤがシングルヘリカルギヤであって、出力合成段のギヤがダブルヘリカルギヤであるか、あるいは出力分配段のギヤがダブルヘリカルギヤであって、出力合成段のギヤがシングルヘリカルギヤである。これによりトランスミッション構造体によって、比較的大きな出力およびトルクが伝達され得る。

一の有利なさらなる構成によれば、出力分配段は第一の出力軸に配置された第一ギヤと、第一の分岐軸に配置された第二ギヤと、第二の分岐軸に配置された第三ギヤを有しており、出力分配段のギヤはシングルヘリカルギヤであり、第二ギヤと第三ギヤはそれぞれ、第一ギヤに噛合している。出力合成段は、第二の出力軸に配置された第四ギヤと、第一の分岐軸に配置された第五ギヤと、第二の分岐軸に配置された第六ギヤを有しており、出力合成段のギヤはダブルヘリカルギヤであり、第五ギヤと第六ギヤはそれぞれ、第四ギヤに噛合している。当該構成は比較的大きな出力およびトルクを伝達するために特に好適である。

第二の出力軸、同様に第一の分岐軸、および第二の分岐軸に配置されたダブルヘリカルギヤはそれぞれ、傾斜方向が逆で、大きさが異なるねじれ角を有する歯部部分を有している。逆の傾斜方向に設けられているねじれ角の大きさは互いに異なっており、それにより軸において歯部から生じる力に関して力の均衡が成立する。これにより歯部から生じる、トランスミッション構造体に作用する軸方向力が補償され得る。

本発明に係る二軸スクリュー押出機のための駆動部は、請求項１０に規定されている。

本発明の好適なさらなる構成は、従属請求項と、以下の詳細な説明に記載されている。本発明の実施の形態を図面に基づいてより詳しく説明するが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではない。図面に示すのは以下の通りである。

本発明に係る、二軸スクリュー押出機のための駆動部のトランスミッション構造体を示す図である。本発明に係る、二軸スクリュー押出機のための駆動部のさらなるトランスミッション構造体を示す図である。

本発明は、二軸スクリュー押出機のための駆動部のトランスミッション構造体と、このようなトランスミッション構造体を含む二軸スクリュー押出機の駆動部とに関する。

二軸スクリュー押出機のための駆動部の構造は、本発明が想定する当業者にはよく知られており、特許文献１から既知のものである。

すなわち二軸スクリュー押出機のための駆動部は、少なくとも一つのモータを含み、個々のモータは駆動軸に係合している。二軸スクリュー押出機の駆動部はさらに、複数の被動軸を含み、個々の被動軸に、二軸スクリュー押出機のウォーム軸が結合されている。単独または個々の駆動軸と、出力軸との間に、トランスミッション構造体と、出力分割ギヤ装置として形成された第二のトランスミッション構造体が設けられている。

本発明は、二軸スクリュー押出機のこのような駆動部のための、出力分割ギヤ装置として形成されたトランスミッション構造体に関する。

図１は二軸スクリュー押出機の駆動部の、出力分割ギヤ装置として形成されたトランスミッション構造体１０の好適な実施の形態を示しており、トランスミッション構造体１０は、出力分配段１１と、出力合成段１２とを含んでいる。出力分配段１１は互いに噛合するギヤ１３，１４，および１５を有している。同様に出力合成段１２も互いに噛合するギヤ１６，１７，および１８を有している。

図に示す好適な実施の形態において、出力分配段１１のギヤ１３は、第一の出力軸１９に配置されており、当該第一の出力軸は二軸スクリュー押出機の第一のウォーム軸を駆動するのに役立ち、二軸スクリュー押出機の当該第一のウォーム軸は、第一の出力軸１９と連結可能である。出力分配段１１のギヤ１４と、出力分配段１１のギヤ１５は、それぞれ分岐軸に配置されており、すなわちギヤ１４は第一の分岐軸２０に配置され、ギヤ１５は第二の分岐軸２１に配置されている。

出力合成段１２のギヤ１６は、第二の出力軸２２に配置されており、当該第二の出力軸には二軸スクリュー押出機の第二のウォーム軸が連結可能である。ギヤ１６に噛合する出力合成段１２のギヤ１７および１８も、分岐軸に配置されており、すなわち出力合成段１２のギヤ１７は第一の分岐軸２０に配置され、出力合成段１２のギヤ１８は第二の分岐軸２１に配置されている。

図に示す好適な実施の形態において、出力分配段１１の互いに噛合するギヤ１３，１４および１５はシングルヘリカルギヤであり、出力合成段１２のギヤ１６，１７および１８はダブルヘリカルギヤである。従って図１から、出力合成段１２のギヤ１６，１７および１８の各ギヤは、それぞれ二つの歯部部分１６ａ，１６ｂもしくは１７ａ，１７ｂもしくは１８ａ，１８ｂを有しており、ギヤ１７，１８の歯部部分１７ａ，１８ａはギヤ１６の歯部部分１６ａに噛合し、ギヤ１７，１８の歯部部分１７ｂ，１８ｂはギヤ１６の歯部部分１６ｂに噛合することがわかる。互いに噛合する歯部部分１６ａ，１７ａ，１８ａは、互いに噛合する歯部部分１６ｂ，１７ｂ，１８ｂに対して、個々のギヤ１６，１７，１８に関して、逆の傾斜方向と異なる大きさを有するねじれ角を有している。すなわち、ギヤ１６の歯部部分１６ａ，１６ｂの傾斜方向と、ギヤ１７の歯部部分１７ａ，１７ｂと、ギヤ１８の歯部部分１８ａ，１８ｂはそれぞれ、逆の傾斜方向と異なる大きさを有するねじれ角を備えている。

このとき個々のギヤ１６，１７，１８の歯部部分１６ａ，１６ｂもしくは１７ａ，１７ｂもしくは１８ａ，１８ｂの、逆の傾斜方向に設けられているねじれ角の大きさは互いに異なり、それにより軸１９，２２，２１，２０において歯部から生じる（軸方向の）力に関して力の均衡が成立し、それは以下の量による力の均衡である。
Ｆ１５＝（Ｆ１８ａ−Ｆ１８ｂ）
Ｆ１４＝（Ｆ１７ａ−Ｆ１７ｂ）
Ｆ１３＝（Ｆ１５＋Ｆ１４）＝（Ｆ１６ａ＋Ｆ１６ｂ）

上記の力の均衡は以下の関係が成立することにより、特に有利に実現され得る。
ｔａｎ（β１４）／ｄ１４＝（ｔａｎ（β１７ａ）−ｔａｎ（β１７ｂ））／ｄ１７
ｔａｎ（β１５）／ｄ１５＝（ｔａｎ（β１８ａ）−ｔａｎ（β１８ｂ））／ｄ１８

上記の式において、β１４はギヤ１４のねじれ角であり、β１７ａはギヤ１７の歯部部分１７ａのねじれ角であり、β１７ｂはギヤ１７の歯部部分１７ｂの、β１７ａと逆のねじれ角であり、β１５はギヤ１５のねじれ角であり、β１８ａはギヤ１８の歯部部分１８ａのねじれ角であり、β１８ｂはギヤ１８の歯部部分１８ｂの、β１８ａと逆のねじれ角であり、ｄ１７は分岐軸２０上のギヤ１７の二つの歯部部分１７ａ，１７ｂのピッチ円直径であり、ｄ１８は分岐軸２１上のギヤ１８の二つの歯部部分１８ａ，１８ｂのピッチ円直径である。これに対応してｄ１４はギヤ１４のピッチ円直径であり、ｄ１５はギヤ１５のピッチ円直径である。

歯部部分１６ａ，１６ｂもしくは１７ａ，１７ｂもしくは１８ａ，１８ｂの異なるねじれ角により、同じモーメントが伝達された場合、異なる軸方向力が生じる。上記の条件もしくは等式により、ギヤ１７もしくは１８の歯部部分１７ａ，１７ｂもしくは１８ａ，１８ｂにおける軸方向力の差の大きさは、ギヤ１４もしくは１５における軸方向力の大きさに相当する。

上記の条件もしくは等式の正確な成立からの偏差は、異なる力を生じさせるが、これらの力は歯部部分１７ａ，１７ｂもしくは１８ａ，１８ｂの歯幅を適合させることによって補償され得る。

従って図１に示す好適な実施の形態において、出力分割ギヤ装置として形成されたトランスミッション構造体１０は、出力分配段１１と、出力合成段１２とを有しており、出力分配段１１のギヤ１３，１４および１５はシングルヘリカルギヤであり、出力合成段１２のギヤ１６，１７および１８はダブルヘリカルギヤである。このとき出力合成段１２のギヤ１６，１７および１８のそれぞれは、ねじれ角βを有する歯部部分１６ａ，１６ｂもしくは１７ａ，１７ｂもしくは１８ａ，１８ｂを有しており、前記ねじれ角は異なる傾斜方向と異なる大きさを有している。

これと異なり、出力分配段のギヤがダブルヘリカルギヤであり、出力合成段のギヤがシングルヘリカルギヤであることも可能である。すなわち図２は、出力分割ギヤ装置として形成されたトランスミッション構造体３０であって、同様に出力分配段３１と、出力合成段３２とを含んでおり、出力分配段３１は互いに噛合するギヤ３３，３４および３５を有し、出力合成段３２は互いに噛合するギヤ３６，３７および３８を有している。出力分配段３１のギヤ３３であって、ダブルヘリカルギヤであり、二つの歯部部分３３ａ，３３ｂを有しているギヤ３３は、第一の出力軸３９に配置されており、二軸スクリュー押出機の第一のウォーム軸は、当該第一の出力軸と連結可能である。出力分配段３１のギヤ３４および３５であって、同様にダブルヘリカルギヤであり、歯部部分３４ａ，３４ｂもしくは３５ａ，３５ｂを有しているギヤ３４および３５は、分岐軸４０，４１に配置されており、すなわち歯部部分３４ａ，３４ｂを有するギヤ３４は第一の分岐軸４０に配置され、歯部部分３５ａ，３５ｂを有するギヤ３５は第二の分岐軸４１に配置されている。図２の変化形態では、出力合成段３２のギヤ３６，３７および３８はシングルヘリカルギヤとして実施されている。

図２の実施の形態において、個々のギヤ３３，３４もしくは３５の歯部部分３３ａ，３３ｂもしくは３４ａ，３４ｂもしくは３５ａ，３５ｂは、当該歯部部分の傾斜角に関して異なっており、それにより、個々のギヤ３３，３４もしくは３５に関して、個々の歯部部分３３ａ，３３ｂもしくは３４ａ，３４ｂもしくは３５ａ，３５ｂはそれぞれ、逆の傾斜方向と異なる大きさを有するねじれ角を有しており、逆の傾斜方向に設けられたねじれ角の大きさはまた、互いに異なっており、それにより軸３９，４０，４１，４２もしくはトランスミッション構造体３０において、歯部から生じる力に関して力の均衡が成立する。この点に関して、図１の実施の形態との関連で説明された条件もしくは等式は、図２の実施の形態に対しても同様に当てはまる。

本発明に係るトランスミッション構造体は、二軸スクリュー押出機のウォーム軸を駆動するために、比較的大きな出力とトルクを伝達することを可能にし、個々のトランスミッション構造体１０もしくは３０の出力軸のそれぞれに対して、二軸スクリュー押出機のウォーム軸の一つがそれぞれ連結可能である。個々のトランスミッション構造体１０もしくは３０の第一の出力軸１９もしくは３９は、さらに駆動側で少なくとも一つのモータと連結可能であり、特に本発明に係るトランスミッション構造体１０もしくは３０とモータとの間に遊星ギヤ構造体を介在させて連結可能である。従ってモータによって提供される駆動出力は、図に示されない遊星ギヤ構造体を介してトランスミッション構造体１０，３０の第一の出力軸１９，３９に到達し、第一の出力軸１９，３９から、分岐軸２０，２１もしくは４０，４１を介して、個々のトランスミッション構造体１０もしくは３０の、個々の第二の出力軸２２，４２に向かって伝達される。

１０トランスミッション構造体
１１出力分配段
１２出力合成段
１３ギヤ
１４ギヤ
ｄ１４ギヤ１４のピッチ円
１５ギヤ
１６ギヤ
１７ギヤ
ｄ１７ギヤ１７のピッチ円
１８ギヤ
ｄ１８ギヤ１８のピッチ円
１９出力軸
２０分岐軸
２１分岐軸
２２出力軸
３０トランスミッション構造体
３１出力分配段
３２出力合成段
３３ギヤ
３４ギヤ
３５ギヤ
３６ギヤ
３７ギヤ
３８ギヤ
３９出力軸
４０分岐軸
４１分岐軸
４２出力軸

Claims

出力分配段（１１；３１）と、出力合成段（１２；３２）とを有する、二軸スクリュー押出機のための駆動部のトランスミッション構造体（１０；３０）であって、
前記出力分配段（１１；３１）は互いに噛合するギヤ（１３，１４，１５；３３，３４，３５）を有しており、前記出力合成段（１２；３２）も互いに噛合するギヤ（１６，１７，１８；３６，３７，３８）を有しているトランスミッション構造体において、
前記出力分配段（１１）の前記ギヤ（１３，１４，１５）はシングルヘリカルギヤであり、前記出力合成段（１２）の前記ギヤ（１６，１７，１８）はダブルヘリカルギヤであるか、あるいは、前記出力分配段（３１）の前記ギヤ（３３，３４，３５）はダブルヘリカルギヤであり、前記出力合成段（３２）の前記ギヤ（３６，３７，３８）はシングルヘリカルギヤであることを特徴とする、トランスミッション構造体。
前記出力分配段（１１）は第一の出力軸（１９）に配置された第一ギヤ（１３）と、第一の分岐軸（２０）に配置された第二ギヤ（１４）と、第二の分岐軸（２１）に配置された第三ギヤ（１５）を有しており、前記出力分配段（１１）の前記ギヤはシングルヘリカルギヤであり、前記第二ギヤ（１４）と前記第三ギヤ（１５）はそれぞれ、前記第一ギヤ（１３）に噛合していることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション構造体。
前記出力合成段（１２）は、第二の出力軸（２２）に配置された第四ギヤ（１６）と、第一の分岐軸（２０）に配置された第五ギヤ（１７）と、第二の分岐軸（２１）に配置された第六ギヤ（１８）を有しており、前記出力合成段（１２）の前記ギヤはダブルヘリカルギヤであり、前記第五ギヤ（１７）と前記第六ギヤ（１８）はそれぞれ、前記第四ギヤ（１６）に噛合していることを特徴とする、請求項１または２に記載のトランスミッション構造体。
前記第二の出力軸（２２）、同様に前記第一の分岐軸（２０）、および前記第二の分岐軸（２１）に配置された前記ダブルヘリカルギヤ（１６，１７，１８）はそれぞれ、傾斜方向が逆で、大きさが異なるねじれ角を有する歯部部分（１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ）を有していることを特徴とする、請求項３に記載のトランスミッション構造体。
逆の傾斜方向に設けられている前記ねじれ角の大きさは互いに異なっており、それにより前記軸において前記歯部部分から生じる軸方向力に関して力の均衡が成立することを特徴とする、請求項４に記載のトランスミッション構造体。
前記出力分配段（３１）は第一の出力軸（３９）に配置された第一ギヤ（３３）と、第一の分岐軸（４０）に配置された第二ギヤ（３４）と、第二の分岐軸（４１）に配置された第三ギヤ（３５）を有しており、前記出力分配段（３１）の前記ギヤはダブルヘリカルギヤであり、前記第二ギヤ（３４）と前記第三ギヤ（３５）は、前記第一ギヤ（３３）に噛合していることを特徴とする請求項１に記載のトランスミッション構造体。
前記出力合成段（３２）は、第二の出力軸（４２）に配置された第四ギヤ（３６）と、前記第一の分岐軸（４０）に配置された第五ギヤ（３７）と、前記第二の分岐軸（４１）に配置された第六ギヤ（３８）を有しており、前記出力合成段（３２）の前記ギヤはシングルヘリカルギヤであり、前記第五ギヤ（３７）と前記第六ギヤ（３８）はそれぞれ、前記第四ギヤ（３６）に噛合していることを特徴とする、請求項６に記載のトランスミッション構造体。
前記第一の出力軸（３９）、同様に前記第一の分岐軸（４０）、および前記第二の分岐軸（４１）に配置された前記ダブルヘリカルギヤ（３３，３４，３５）はそれぞれ、傾斜方向が逆で、大きさが異なるねじれ角を有する歯部部分（３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ）を有していることを特徴とする、請求項６または７に記載のトランスミッション構造体。
逆の傾斜方向に設けられているねじれ角の大きさは互いに異なっており、それにより前記軸において前記歯部部分から生じる軸方向力に関して力の均衡が成立することを特徴とする、請求項８に記載のトランスミッション構造体。
モータを連結可能である少なくとも一つの入力軸と、二軸スクリュー押出機の第一のウォーム軸を連結可能である第一の出力軸（１９；３９）と、二軸スクリュー押出機の第二のウォーム軸を連結可能である第二の出力軸（２２；４２）と、前記出力軸（１９，３９；２２，４２）の間に設けられたトランスミッション構造体（１０；３０）とを有する二軸スクリュー押出機のための駆動部において、
前記トランスミッション構造体（１０；３０）は請求項１から９のいずれか一項にしたがって形成されていることを特徴とする駆動部。