LU85110A1 - Planetengetriebe fuer einschneckenextruder o.dgl. - Google Patents

Description

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Planetengetriebe für Einschneckenextruder o. dgl.

Die Erfindung betrifft ein Planetengetriebe mit abtriebseitig angeordneter Axialdrucklager-Baugruppe für Einschneckenextruder o. dgl. mit a) einer antriebsseitig in das Getriebegehäuse hineinragenden, - mit dem Sonnenrad drehfest verbundenen Welle, b) einem drehfest innerhalb des Getriebegehäuses gehaltenen Hohlrad und c) einem abtriebsseitigen Planetenträger, der d) in das Hohlrad hineinragt sowie e) das Sonnenrad umgibt, und .f) dessen Planetenräder einerseits mit dem Sonnenrad sowie andererseits mit dem Hohlrad kämmen; wobei g) die mit dem Sonnenrad verbundene Welle, das Sonnenrad und der Planetenradträger sowie auch das Druckstück der Axialdrucklager-Baugruppe einen koaxialen Durchlaß für den Schneckenausstoßer und/oder für Heiz- und Kühlelemente der ExtruderSchnecke aufweisen.

Einstufige Planetengetriebe dieser Bauart sind bereits bekannt (s. bspw. den Prospekt "TPM Einschnecken-Extruder-Baureihe" der Thyssen Plastik Maschinen GmbH, München mit dem Druckvermerk 518 TPM 3D 5.78 JWG 81324").

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Bei diesem bekannten, einstufigen Planetengetriebe ist das Sonnenrad drehfest mit der im Getriebegehäuse gelagerten ‘Antriebswelle verbunden und das Hohlrad ist fest im Getriebegehäuse fixiert. Der Planetenraclträger ist lose in das Getrie-- begehäuse eingesetzt und wird darin über seine einerseits mit dem Sonnenrad und andererseits mit dem Hohlrad kämmenden Planetenräder zentriert. Der Planetenradträger hat an seinem Umfang eine Kupplungsverzahnung, die in einen koaxialen Kupplungszahnring eingreift, welcher wiederum mit einer entspre-• chenden Kupplungsverzahnung an einem Scheibenkörper der Abtriebswelle in Eingriff gehalten ist.

Diese · Sonnenrad tragende Antriebswelle, die Abtriebswelle und das damit gekuppelte Druckstück der Axialdruckläger-Bau-gruppe weisen koaxiale Durchlässe für den Schneckenausstoßer und/oder für Heiz- und Kühlelemente der Extruderschnecke auf. Damit eine Abdichtung des inneren ölraumes des Getriebegehäuse gegen Leckölaustritt durch die koaxialen Durchlässe von Antrie! welle und Abtriebswelle erreicht wird, wirkt das über das Sonn rad hinausragende, innere Ende der Antriebswelle mit dem Schei 'benkörper der Abtriebswelle über ein Axial- und/oder Radial-Dichtungselement zusammen, welches durch geeignete Maßnahmen unter Dichtungsvorspannung gehalten wird.

Nachteilig bei dieöer bekannten Bauart eines Planetengetriebes ist vor allem die hohe Verschleißanfälligkeit des Dichtungselementes, welche vor allem darauf zurückzuführen ist, daß die gegeneinander abzudichtenden Funktionsteile des Planetenge triebes grundsätzlich mit unterschiedlichen Drehzahlen laufen.

. Auf diesen Umstand ist auch die Notwendigkeit zurückzuführen, : ‘ daß das Dichtungselement relativ oft ausgetauscht werden muß.

Der Wechsel des Dichtungselementes ist jedoch mit einem beträc liehen Arbeitsaufwand verbunden, weil dieses innerhalb des Planetengetriebes liegt und daher beim Auftreten einer Undichtigkeit nicht nur das Getriebe, sondern teilweise auch der Ext >L· ' j PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER D. GROSSE · F. POLLMEIER _ g - .

» der demontiert werden muß. Das zentral innerhalb des Getriebegehäuses liegende Dichtungselement ist nämlich nur zugänglich, wenn zunächst der Schneckenausstoßer und/oder die Heiz- und Kühlelemente der Extruderschnecke ausgebaut werden und dann der antriebsseitige Flanschdeckel des Getriebegehäuses mit der Antriebswelle sowie auch der Planetenradträger mit dem Planetenrädern entfernt wird.

Zweck der Erfindung ist es, diesen beträchtlichen Nachteil der bekannten Planetengetriebe zu vermeiden.

Es ist daher der Erfindung das Ziel gesetzt, ein Planetengetriebe mit den eingangs aufgezeigten Gattungsmerkmalen a) bis g) so zu verbessern, daß die Abdichtung des vom Getriebegehäuse umschlossenen ölraumes nach außen ohne umständliche Demontagearbeiten am Extruder und am Planetengetriebe für die notwendigen Austauscharbeiten leicht zugänglich ist.

Die Lösung dieses Problems wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch erreicht, daß h) der Planetenradträger ein mit ihm fest verbundenes und dicht an seinen Durchlaß anschließendes Zentralrohr aufweist, welches i) mindestens den Durchlaß des Sonnenrades und den Durchlaß der mit diesem verbundenen Welle durchgreift sowie j) wenigstens in der Welle gelagert und k) gegen deren freies Ende abgedichtet ist.

Durch diese Maßnahmen wird eine optimale Wartungsfähigkeit des Planetengetriebes erreicht, weil nämlich Stillstands-, Demontag und Montagezeiten auf ein Minimum reduziert werden können.

Da es nicht sinnvoll ist, das Zentralrohr einstückig mit dem Planetenradträger zu fertigen, wird das Zentralrohr nachträglic jU~^. ... ' - T - PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER - 7 -mit dem Planetenradträger verbunden. Da eine dauerhaft dreh- | feste Verbindung erforderlich ist, hat es sich nach der Erfindung besonders bewährt, das Zentralrohr in eine seinem Durchmesser entsprechende Erweiterung des Durchlasses im Planetenradträger hineinragen zu lassen und es mit dieser zu verkleben.

Ein anderes wichtiges Weiterbildungsmerkmal eines Planetengetriebes nach der Erfindung besteht darin, daß das Sonnenrad ausschließlich durch die mit ihm kämmenden Planetenräder - über den Planetenradträger relativ zum Zentralrohr ausgerichtet ist •und drehsteif, aber winkelbeweglich - über eine Zahnkupplung -' mit der antriebsseitigen Welle in Eingriff steht. Weiterhin erweist es sich auch als vorteilhaft, wenn in Ausgestaltung der Erfindung das Sonnenrad relativ zum Zentralrohr in Axialrichtung lose zwischen Anschlagflächen der Antriebswelle und des Planeten-rädträgers gehalten ist.

Als wichtig hat es sich ferner erwiesen, daß der Planetenradträger sowohl antriebsseitig als auch abtriebsseitig im Getriebegehäuse gelagert und das Hohlrad im Getriebegehäuse lose, aber drehfest über eine Zahnkupplung aufgehängt ist. Eine optimale Wirkverbindung der Planetenräder des Planetenradträgers mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad ist hierdurch sichergestellt, ohne daß das Sonnenrad unerwünschten Reibungskontakt mit dem Zentralrohr erlangen kann.

Für eine optimale Auslegung des Planetengetriebes erweist es sich nach der Erfindung ferner als vorteilhaft, wenn die Antriebswelle wenigstens in der Nähe des antriebsseitigen Lagers des Planetenradträgers über die Zahnkupplung mit dem Sonnenrad gekuppelt ist.'

Die dem Erfindungsvorschlag entsprechenden Maßnahmen sind problemlos auch bei Planetenradgetrieben benutzbar, bei denen Z— -e" ' i PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERiCH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER ~ 8 ~ dem Zentralrohr zwei hintereinander geschaltete Planetenrad-Getriebestufen innerhalb des Gehäuses zugeordnet sind. Hierbei ist dann vorgesehen, daß einerseits das Sonnenrad der ersten Stufe mit der Antriebswelle und andererseits deren Planetenradträger mit dem Sonnenrad der zweiten Stufe jeweils über Zahnkupplungen in Eingriff steht und daß dabei sowohl das Sonnenrad als auch der Planetenradträger der ersten Stufe vom Zentralrohr mit Radialspiel durchsetzt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung /7 werden nachfolgend an in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispielen erläutert. Hierbei zeigt, jeweils in Vertikal- i schnitt,

Figur 1 die obere Hälfte des Aufbaus eines einstufigen Planetengetriebes , während in

Figur 2 die untere Hälfte des Aufbaus eines zweistufigen Planetengetriebes wiedergibt.

Die Figuren 1 und 2 sind der Einfachheit halber in einer gemeinsamen Darstellung zusammengefaßt.

Die Planetengetriebe nach den Fig. 1 und 2 weisen ein Getriebe-* gehäuse 1 auf, das aus einem mittleren Gehäuseteil 2, einem antriebsseitigen Gehäuseteil 3 oder mehreren antriebsseitigen Gehäuseteilen 3', 3", 3'" und einem abtreibsseitigen Gehäuseteil 4 gebildet wird.

Sämtliche Gehäuseteile 2, 3 und 4 (Fig. 1) bzw. 2, 3', 3" 3'" • und 4 (Fig. 2) sind öldicht miteinander verflanscht.

Innerhalb des abtriebsseitigen Gehäuseteils 4 des Getriebegehäuses 1 ist eine Axialdrucklager-Baugruppe 5 untergebracht, L·.

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER - 9 _ die mit der (nicht gezeigten) ExtruderSchnecke zusammenwirkt iind die bei der Extruderar beit hieran auf tretenden f hohen . Axialkräfte aufzunehmen hat.

Das Druckstück 6 der Axialdrucklager-Baugruppe 5 ist mit der Abtriebswelle 7 drehfest verkeilt, welche baueinheitlich, vorzugsweise einstückig, mit einem Planetenradträger 8 verbunden ist. Der Planetenradträger 8 läuft in zwei Wälzlagern 9 und 10, von denen das eine im abtreibsseitigen Gehäuseteil 4 und das andere im antriebsseitigen Gehäuseteil 3 bzw. 3’ auf-genommen ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Wälzlager 8 und 10 als Kugellager ausgeführt.

In dem vom Gehäuseteil 2 des Getriebegehäuses 1 umgebenen Abschnitt des Planetenradträgers 8 sind mehrere bspw. drei, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete, also übereinstimmende Winkelabstände voneinander aufweisende Planetenräder 11 über .Wälzlager 12, bspw. Rollenlager, auf Achszapfen 13 frei drehbar angeordnet.

( Sämtliche Planetenräder 11 kämmen mit der Innenverzahnung 14 eines Hohlrades 15, welches über eine Zahnkupplung 16 drehfest aber ansonsten lose, innerhalb des Gehäuseteils 2 gehalten . wird. Der gehäusefeste Teil der Zahnkupplung 16 besteht dabei | aus einem an seinem Außenumfang verzahnten Ring 17, welcher beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig. 1 mit dem Gehäuseteil 3 und beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 mit dem Gehäuseteil 3' in lösbarer Flanschverbindung gehalten wird. Sämtliche Planetenräder 11 kämmen andererseits mit dem Sonnenrad 18, wobei dieses Sonnenrad 18 ausschließlich durch die mit ihm kämmenden Planetenräder 11 und über die Planetenradträger 8 innerhalb des Getriebegehäuses 1 ausgerichtet wird.

Das Sonnenrad 18 steht über eine Zahnkupplung 19 drehsteif, aber winkelbeweglich beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig.

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PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE F. POLLMEIER - 10 - mit der Antriebswelle 20 und beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 mit einem Planetenradträger 21 in Eingriff. Dabei ist das Sonnenrad 18 beim Planetengetriebe nach Fig. 1 in Axialrichtung lose’ zwischen Anschlagflächen 22 des Planetenradträgers 8 und Anschlagflächen 23 der Antriebswelle 20 gehalten, während beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 das Planetenrad 18 in entsprechender Weise zwischen der Anschlagfläche 22 des Planetenradträgers 8 der zweiten Planetenrad-Getriebestufe und Anschlagflächen 231 des Planetenradträgers 21 der / ersten Planetenrad-Getriebestufe vorgesehen ist.

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Beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig. 1 ist die Antriebswelle 20 über zwei Wälzlager 24, bspw. Rollenlager, im Gehäuseteil 3 aufgenommen und im Bereich eines Abschlußflansches 25 durch einen Dichtungsring 26 gegen Ölaustritt abgedichtet.

Auch beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 ist die Antriebswelle 20' durch zwei Wälzlager 24', bspw. Rollenlager, "im Gehäuseteil 3'" auf genommen und im Bereich eines Abschlußflansches 25' durch einen Dichtungsring 26' gegen Ölaustritt gesichert.

Beim zweistufigen Planetengetriebe nach F.ig. 2 ist der Planeten-. radträger 21 durch zwei Wälzlager 27, bspw. Kugellager, aufgenom-men, die in den Gehäuseteilen 3' und 3"' sitzen und den Planetenradträger 21 innerhalb des Gehäuseteils 3" ausrichten.

Im Planetenradträger 21 sind mehrere, bspw. drei, Planetenräder 28 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet, die mittels Wälzlager 29, bspw. Rollenlagern, frei drehbar auf Achszapfen 30 sitzen, die im Planetenradträger 21 befestigt • sind. Sämtliche Planetenräder 28 kämmen mit der Innenverzahnung 31 eines Hohlrades 32, welches über eine Zahnkupplung 33 drehfest, aber im übrigen lose innerhalb des Gehäuseteils 3" gehalten

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PATENTANWÄLTE F.W. HEMMER ICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER - H _ ist. Andererseits kämmen sämtliche Planetenräder 28 mit einem Sonnenrad 34f das über einé Zahnkupplung '35 drehfest mit der Antriebswelle 20’ in Kupplungsverbindung steht, jedoch in Axialrichtung lose zwischen einer Anschlagfläche 36 des Planetenradträgers 21 und einer Anschlagfläche 37 der Antriebswelle 20’ fixiert wird.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß das Druckstück 6 der Axialdrucklager-Baugruppe 5 einen koaxialen Durchlaß 38 hat, an den sich ein entsprechender, koaxialer Durchlaß 39 der Abtriebswelle 7 und des Planetenradträgers 8 anschließt.

Das Sonnenrad 18 ist wiederum mit einem koaxialen Durchlaß 40 versehen, während die Abtriebswälle 20 des einstufigen Planetengetriebes nach Fig. 1 einen koaxialen Durchlaß 41 aufweist.

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Beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 hat der Planeten-radträger 21 der ersten Planetenrad-Getriebestufe einen koaxialen Durchlaß 42 und das zugehörige Sonnenrad 34 ist mit einem koaxialen Durchlaß 43 ausgestattet, an den sich wiederum ein koaxialer Durchlaß 44 der Antriebswelle 20’ anschließt.

In eine Erweiterung 45 des Durchlasses 39 der Abtriebswelle 7 \ bzw. des Planetenradträgers 8 ist drehfest ein Zentralrohr . 46 eingesetzt, bspw. verschraubt und/oder verklebt. Dabei entspricht der Innendurchmesser dieses Zentralrohres 46 dem Durchmesser des Durchlasses 39 der Abtriebswelle 7 bzw. des Planeten-radträgers 8 und auch dem Durchmesser des Durchlasses 38 im Druckstück 6 der Axialdrucklager-Baugruppe 5. Die Länge des Zentralrohres 46 ist dabei so bemessen, daß dieses sich beim einstufigen Planetengetriebe nach Fig. 1 mit Radialspiel nacheinander durch den koaxialen Durchlaß 40 des Sonnenrades 18 und den koaxialen Durchlaß 41 der Antriebswelle 20 erstreckt.

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Beim zweistufigen Planetengetriebe nach Fig. 2 ist das Zentralrohr 46 mit Radialspiel nacheinander durch den koaxialen Durchlaß 40 des Sonnenrades 18, durch den koaxialen Durchlaß 42 des Planetenradträgers 21, durch den koaxialen Durchlaß 43 des Sonnenrades 34 sowie durch den koaxialen Durchlaß 44 der Antriebswelle 20' geführt.

Mindestens in der Nähe des freien Endes der Antriebswelle 20 bzw. der Antriebswelle 20' ist das Zentralrohr 46 über ein Wälzlager 47 bzw. 47' relativ drehbar in der Antriebswelle 20 bzw. 2( gelagert sowie dort auch durch ein Radial- und/oder Axial-Dich-tungselement 48 bzw. 48* öldicht gegen den koaxialen Durchlaß i 41 bzw. 44 der Antriebswelle 20 bzw. 20' abgeschlossen.

Uber das Zentralrohr 46 sowie das Axial- und/oder Radial-Dich-tungselement 48 bzw. 48' ist der gesamte ölraum des Getriebegehäuses 1 öldicht nach außen abgedichtet. Im Falle auftretenden Verschleißes ist das Axial- und/oder Radial-Dichtungselement 48 bzw. 48' zum Zwecke des Austausches ohne weiteres und leicht von außen zugänglich. Es braucht zu diesem Zweck nämlich lediglich die am freien Ende der Antriebswelle 20 bzw. 20' angeflansc te Muffe 49 gelöst zu werden. Dabei ist es nicht einmal notwendig, den durch das Zentralrohr 46 zur (nicht gezeigten) Extruderschnecke geführten Schneckenausstoßer und/oder die durch dieses in die Extruderschnecke geführten Heiz- und Kühlelemente zu entfernen.

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Claims (7)

1. Planetengetriebe mit abtriebseitig angeordneter Axial-drucklager-Baugruppe für Einschneckenextruder o. dgl. a) mit einer antriebsseitig in das.Getriebegehäuse hineinragenden/ mit dem Sonnenrad drehfest verbundenen Welle, b) einem drehfest innerhalb des Getriebegehäuses gehaltenen Hohlrad und c) einem abtriebsseitigen Planetenradträger, der d) in das Hohlrad hineinragt sowie e) das Sonnenrad umgibt, und f) dessen Planetenräder einerseits mit dem Sonnenrad sowie andererseits mit dem Hohlrad kämmen, wobei g) die mit dem Sonnenrad verbundene Welle, das Sonnenrad und der Planetenradträger sowie auch das Druckstück der Axialdrucklager-Baugruppe einen koaxialen Durchlaß für den Schneckenausstoßer und/oder für Heiz- und Kühlelemente der ExtruderSchnecke aufweisen,- dadurch gekennzeichnet, daß h) der Planetenradträger (8) ein mit ihm fest verbundenes und dicht an seinen Durchlaß (39) anschließendes Zentralrohr (46) aufweist, welches i) mindestens den Durchlaß (40) des Sonnenrades (18) und den Durchlaß (41) der mit diesem verbundenen Welle (20) durchgreift sowie j) wenigstens in der Welle (20) gelagert (47) und k) gegen deren freies Ende a.bgedichtet ist (48) . L· fL/T\ z PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER - 2 - *

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralrohr (46) in den Durchlaß (39) des Planeten-. radträgers (8) hineinragt (45) und mit dem Planetenrad träger (8) verklebt ist.

3. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (18) ausschließlich durch die mit ihm kämmenden Planetenräder (11) über den Planetenradträger (8) relativ zum Zentralrohr (46) ausgerichtet ist und drehsteif, aber winkelbeweglich - über eine Zahnkupplung (19] mit der antriebsseitigen Welle (20) in Eingriff steht.

4. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - dadurch gekennzeichnet, . daß das Sonnenrad (18) relativ zum Zentralrohr (46) in Axialrichtung lose zwischen Anschlagfläche (23) bzw. (22) der Antriebswelle (20) und des Planetenradträgers (8) gehalten ist (Fig. 1).

5. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenradträger (8) sowohl antriebsseitig als auch abtriebsseitig tim Getriebegehäuse (1) lagert (10 bzw. 9 und das Hohlrad (15) im Getriebegehäuse (1) lose aber drehfest über eine Zahnkupplung (16) aufgehängt ist.

6. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (20) wenigstens in der Nähe des antriebsseitigen Lagers (10) des Planetenradträgers (8) über die Zahnkupplung (19) mit dem Sonnenrad (18) gekuppelt ist. PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERO MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER _ _

7. Planetengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h gekennzeichnet, daß dem Zentralrohr (46) zwei hintereinander geschaltete - Planetenrad-Getriebestufen innerhalb des Getriebegehäuses (1) zugeordnet sind (Fig. 2), wobei einerseits das Sonnenrad (34) der ersten Stufe mit der Antriebswelle (20') und andererseits deren Planetenradträger (21) mit dem Sonnenrad (18) der zweiten Stufe jeweils über Zahnkupplungen (35 bzw. 19) in Eingriff steht und dabei sowohl das Sonnenrad (34) als auch der Planetenradträger (21) der ersten Stufe vom Zentralröhr (46) mit Radialspiel durchsetzt sind (43 bzw. 42; Fig. 2). <