JP4714707B2 - ツインスクリュー機械用の駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、ツインスクリュー機械のスクリューシャフトが軸間距離を有する、同一方向に回転駆動可能な当該機械用の駆動ユニットに関する。

このようなスクリュー機械では、スクリューは互いに噛み合うので、軸間距離は、それぞれのスクリューの外径よりも明らかに小さい。したがって、ウェッジシャフトとして通常形成されるスクリューシャフトは、互いに比較的小さな自由間隔のみを有し、この結果、駆動は、通常、駆動モータによって、減速歯車が前に配設されるか又は割り当てられるそれに応じて高価な分岐歯車を介して行われる。

特許文献１から、同一方向に回転する多軸押出機用の直接駆動装置としてトルクモータを使用することが既知である。中空シャフトモータとして形成されたこのトルクモータは、中空回転子の内周に内歯を備え、この内歯で、出力シャフトに取り付けられたクラウン歯車が転動する。出力シャフトは、特に、中空回転子に配列されたラジアル軸受に支持される。軸方向力は、他の方法で受容されなければならない。この公知の解決方法は、高価であり、また比較的小さな押出機のためにのみ使用可能である。

非特許文献１から、トルクモータによって１スクリュー押出機を駆動することがさらに公知である。

ＷＯ ０３／０９５１７８ Ａ１ ２００４年９月の雑誌「Kunststoffe(プラスチック)」

本発明の課題は、スクリューシャフトの直接駆動を可能にし、かつより大型のスクリュー機械に使用可能である一般的な範疇の駆動ユニットを提供することである。

上記課題は、本発明によれば、請求項１の特徴構成によって解決される。

出力ピニオンがそれぞれ固定子ハウジングの外側の両側に配列され、また各々の出力シャフトに取り付けられたクラウン歯車とそれぞれ結合されることによって、構造の大きさ制限は規定されない。その他の点で、このような伝達のための費用は比較的僅かである。この場合、特に、請求項５に応じて、駆動の際に発生する半径方向力の大部分も補償する２つの駆動モータが互いに対向して使用される。この形態は、特に、大型の押出機用に使用可能である。

本発明の他の特徴、利点及び詳細は、図面を参照した本発明の実施例の以下の説明から理解される。

図面に示した押出機１は、単に図示したハウジング２を備え、このハウジングに互いに部分的に貫通する孔３、４が形成される。孔３、４にスクリューシャフト５、６が配列され、スクリューシャフト上に、図示していないスクリュー要素、混練ディスク等が配列される。

スクリューシャフト５、６の駆動は、駆動ユニット７によって行われ、その出力シャフト８、９は、連結スリーブ１０、１１によって、スクリューシャフト５、６とそれぞれ回転不動に結合される。駆動ユニット７は、いわゆるランタン１３によって押出機１のハウジング２と結合されるハウジング１２を備える。出力シャフト８、９とスクリューシャフト５、６とを結合する連結スリーブ１０、１１を有するランタン１３の内部の領域は、駆動ユニット７と押出機１との間に連結部１４を形成する。孔３、４、スクリューシャフト５、６及び出力シャフト８、９は、それぞれ１つの共通の貫通軸線１５又は１６を有する。押出機ユニットの構造について説明している限り、この構造は、実際に完全に一般的であり、普及している。

それぞれ１つの出力シャフト８又は９は、出力シャフトによって駆動されるスクリューシャフト５、６に対し共軸に、詳しくは、駆動ユニット７のハウジング１２内の出力シャフト８、９の全長にわたって配列される。出力シャフト８は、ハウジング１２を通して延在し、スラスト軸受１８によってハウジングの後壁１７の範囲で支持される。この出力シャフト８は、さらに、軸線１５の方向に互いに離間した２つのラジアル軸受１９、２０によって、ハウジング１２に対し支持される。出力シャフト９は、同様に、スラスト軸受２１及び２つの互いに離間したラジアル軸受２２、２３によって、ハウジング１２に対し支持される。スラスト軸受１８、２１は、軸線１５、１６の方向に作用する、押出機１から来る非常に高い軸方向圧力を吸収する。

両方の出力シャフト８、９の駆動は、図示した実施例では、２つの駆動モータ２４、２５によって行われる。駆動モータのうち、下の駆動モータ２４のみが図２に示されている。両方の駆動モータは、両方の軸線１５、１６を通って延びる水平の面３１に対し鏡面対称に配列され、ハウジング１２の底部２６又は覆い壁２７に対し支持される。モータ２４、２５の回転軸線２８、２９は、軸線１５、１６を通って延びる水平面３１に対し垂直な面３０に位置し、軸線１５、１６に対し平行に延在する。特に図３から理解できるように、回転軸線２８、２９を通って延びる垂直面３０は、軸線１５、１６を通って延びる水平面３１を軸線１５、１６の間の中心で正確に交差する。

駆動モータ２４、２５では、いわゆるトルクモータ、すなわち、回転数が非常に低い場合にも、高いトルクを出力し、この結果、直接駆動のために使用することができるモータが対象とされる。このようなトルクモータは、例えば、特許文献１又はレックスロスボッシュグループ社（Firma Rexroth Bosch Group）の刊行物「Synchron-Torquemotoren IndraDyn T」から公知であり、駆動モータ２４、２５の内部構造に関し、これらの文献に引用されている。駆動モータ２４、２５は、単に示した回転子３４、３５が配列される外側固定子ハウジング３２、３３を備える。これらの回転子には、本発明によれば、それぞれのハウジング３２の両方の端部に、出力ピニオン３６、３７、３８、３９が設けられる。

後方のスラスト軸受１８に隣接する両方の出力ピニオン３６、３８は、詳しくは、スラスト軸受１８及びラジアル軸受１９に隣接して、出力シャフト８の出力ピニオン４０に係合する。図２と図３から理解できるように、軸線１５は、垂直面３０に位置せず、軸線１５、１６の軸間距離ａの半分だけ、この垂直面３０に対し側方にオフセットされる。

連結部１４に対向する両方の出力ピニオン３７、３９は、それに応じて、出力シャフト９に回転不動に形成されるクラウン歯車４１に係合し、この場合、軸線配置には既述のことが適用される。クラウン歯車４１は、ラジアル軸受２２、２３の間にあり、駆動モータ２４、２５の間に配列されるスラスト軸受２１に隣接する。両方のクラウン歯車４０、４１の直径ｄは、クラウン歯車４１が、それと並んで延在する出力シャフト８と衝突しないように等しい。軸線１５又は１６が垂直面３０に配列されないとしても、両方の駆動モータ２４、２５の配列によって、出力ピニオン３６、３８又は３７、３９と、付設されたクラウン歯車４０又は４１との間に作用する半径方向力は大部分補償されるが、この理由は、相互に等しい４つの出力ピニオン３６〜３９の直径Ｄが、ピニオン４０、４１の直径ｄに較べ大きいからである。Ｄ＞３ｄが適用される。すなわち、出力ピニオン３６、３８及び３７、３９は、互いにほぼ正反対に位置する。

小さな押出機では、１つのみの駆動モータを設けることで十分であり得る。この場合、通常、上部駆動モータ２５は省略され、すなわち、下部駆動モータ２４のみが使用されるであろう。上述のことから、出力シャフト８、９の駆動は、回転方向矢印４２、４３に応じて同一方向に行われる。

本発明による駆動ユニットを有する押出機ユニットの側面図である。 図１による押出機ユニットの平面図である。 図１の切断線III−IIIに対応する駆動ユニットの断面図である。

符号の説明

１ 押出機
２ ハウジング
３、４ 孔
５、６ スクリューシャフト
７ 駆動ユニット
８、９ 出力シャフト
１０、１１ 連結スリーブ
１２ ハウジング
１３ ランタン
１４ 連結部
１５、１６ 軸線
１７ ハウジング後壁
１８ スラスト軸受
１９、２０ ラジアル軸受
２１ スラスト軸受
２２、２３ ラジアル軸受
２４、２５ 駆動モータ
２６ 底部
２７ 覆い壁
２８、２９ 回転軸線
３０ 垂直面
３１ 水平面
３２、３３ 外側固定子ハウジング
３４、３５ 回転子
３６、３７、３８、３９ 出力ピニオン
ａ 軸間距離
４０ クラウン歯車
４１ クラウン歯車
４２、４３ 回転方向矢印
ｄ 直径
Ｄ 直径

Claims (5)

1. 同一方向に回転駆動可能なスクリューシャフト（５、６）が軸間距離（ａ）を有するツインスクリュー機械のための駆動ユニットであって、
   −２本の出力シャフト（８、９）と、
   −トルクモータとして形成された駆動モータ（２４、２５）と、
   を備えており、
   −−前記２本の出力シャフト（８、９）の互いに平行な軸線（１５、１６）が前記軸間距離（ａ）を有し、
   −−前記２本の出力シャフト（８、９）が、前記スクリューシャフト（５、６）との同軸結合のために形成され、
   −−前記２本の出力シャフト（８、９）が、隣接する出力シャフト（８、９）と衝突しないそれぞれ１つのクラウン歯車（４０、４１）を備えており、
   前記駆動モータ（２４、２５）が、
   −−固定子ハウジング（３２、３３）と、
   −−当該固定子ハウジング（３２、３３）内に回転可能に配列された回転子（３４、３５）と、
   −−前記固定子ハウジング（３２、３３）の外側の前記回転子（３４、３５）の軸方向両端部での、前記回転子と同軸であって前記クラウン歯車（４０、４１）の１つと結合されるそれぞれ１つの出力ピニオン（３６〜３９）と、を有する、
   駆動ユニット。
2. 前記駆動モータ（２４、２５）の回転軸線（２８、２９）が、前記出力シャフト（８、９）の軸線（１５、１６）に対し平行に延在し、また前記軸線（１５、１６）を通って延びる平面（３１）に対し垂直な平面（３０）に位置し、両方の前記平面（３０、３１）が前記軸線（１５、１６）の間の中心で互いに交差することを特徴とする、請求項１に記載の駆動ユニット。
3. 前記出力ピニオン（３６〜３９）が同一の径Ｄを有すること、および前記クラウン歯車（４０、４１）が同一の径ｄを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の駆動ユニット。
4. 前記出力ピニオン（３６〜３９）の径Ｄと、前記クラウン歯車（４０、４１）の径ｄとの比率について、Ｄ≧３ｄが適用されることを特徴とする、請求項３に記載の駆動ユニット。
5. 前記軸線（１５、１６）を通って延びる前記平面（３１）に対し鏡面対称に配列される２つの駆動モータ（２４、２５）が設けられることを特徴とする、請求項２に記載の駆動ユニット。

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