MX2013001625A

MX2013001625A - Caja de engranajes con oscilacion y rotacion acopladas de manera variable para amasadora mecanica.

Info

Publication number: MX2013001625A
Application number: MX2013001625A
Authority: MX
Inventors: Scott Lee Samborn; Douglas J Marsh; John E Kress; Gonzalo Marulanda-Paz
Original assignee: B & P Process Equipment And Systems Llc
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2013-06-05
Also published as: EP2605662A2; CN103153069B; BR112013003770A2; MX2022013349A; CA2908468C; MX339725B; JP2014240067A; CA2908468A1; US9592624B2; CN103153069A; MX2022011398A; CA2808122A1; CA2808122C; WO2012024307A3; BR112013003770B1; EP2605662A4; JP5665990B2; US20140102232A1; EP2605662B1; US9566719B2

Abstract

Una caja de engranajes para una amasadora alternativa. Un engranaje rotacional primario se conecta a un árbol primario de caja de engranajes y gira junto con el mismo. Un engranaje rotacional secundario se engrana con el engranaje de rotación primario y gira con el mismo. Un árbol secundario se conecta al engranaje rotacional secundario y gira con el mismo. Un engranaje de oscilación primario se conecta al árbol primario de caja de engranajes y gira con el mismo. Un engranaje de oscilación secundario se engrana de manera rotacional con el engranaje de oscilación primario y gira en el árbol secundario. Una excéntrica se acopla al engranaje de oscilación secundario y gira junto con la misma. Una horquilla se engrana con la excéntrica y oscila en un eje perpendicular al árbol secundario en respuesta al lóbulo. El árbol secundario de caja de engranajes se mueve a lo largo de su eje junto con la oscilación de la horquilla. Un alojamiento se conecta de manera pivotante a la horquilla y se conecta de manera pivotante a una cubierta en un cárter.

Description

CAJA DE ENGRANAJES CON OSCILACIÓN Y ROTACIÓN ACOPLADAS DE MANERA VARIABLE PARA AMASADORA MECÁNICA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una caja de engranajes para una amasadora mecánica, la cual permite la oscilación y rotación acopladas a partir de un solo accionamiento en donde las carreras de oscilación por revolución pueden ajustarse pero son invariantes en un ajuste determinado .

Las amasadoras mecánicas se utilizan ampliamente en una variedad de aplicaciones. En general, las amasadoras mecánicas pueden categorizarse como ya sea rotacionales solamente o rotacionales y oscilatorias. La presente solicitud se relaciona con una amasadora capaz de rotar y oscilar la cual también se refiere en la técnica como una amasadora alternativa.

Una característica de diseño crítico de una amasadora alternativa es la relación entre la rotación y la oscilación. Para conveniencia en la técnica, ésta se refiere como una "proporción de carrera" la cual es el número de oscilaciones, o traslaciones paralelas en el eje rotacional, por rotación del eje. Por ejemplo, una proporción de carrera de 1 puede indicar que la oscilación comienza en un punto inicial, se mueve a través de todo el margen de movimiento y regresa al punto de partida durante una sola rotación. Este margen de movimiento se denomina como "longitud de carrera". Con una proporción de carrera de 2 la oscilación puede ocurrir dos veces con una sola rotación. La proporción de carrera puede ser un número entero, o en algunos casos puede ser una fracción, tal como 2.5, en donde pueden ocurrir cinco oscilaciones con dos rotaciones.

El diseño de tornillo y, si está presente, la disposición de perno definen los requerimientos de proporción de carrera y longitud de carrera de una amasadora alternativa. Si la proporción de carrera y la longitud de carrera no coinciden con el diseño de tornillo y disposición de perno, los filetes y los pernos pueden colisionar en forma catastrófica. Como resultado, las amasadoras alternativas se han considerado relativamente inflexibles con respecto a los cambios de diseño. Las amasadoras alternativas se diseñan típicamente para una aplicación específica y la selección de diseño a menudo limita los materiales que pueden amasarse en una amasadora existente.

Como podrá darse cuenta, la rotación y oscilación pueden ajustarse al utilizar mecanismos de accionamiento separados, incluso este procedimiento tiene un alto índice de falla. Si un mecanismo de accionamiento varía, incluso ligeramente, la rotación y oscilación pierden su movimiento sincrónico el cual conduce a colisiones de filetes y pernos con resultados catastróficos. Por lo tanto, es altamente deseable que la rotación y oscilación tengan un accionamiento común para evitar el potencial para variabilidad de proporción de carrera.

Permanece el deseo desde hace mucho tiempo para proporcionar una amasadora alternativa, en donde la proporción de carrera pueda modificarse fácilmente permitiendo asi una variación en la combinación de tornillo y perno. Esto permitiría que una sola unidad sea utilizada para aplicaciones diferentes simplemente al insertar un tornillo diferente, utilizando una disposición de perno diferente y ajustando la proporción de carrera y longitud de carrera de acuerdo con la selección de tornillo y perno. Desafortunadamente, tal equipo se ha limitado por la falta de una caja de engranajes adecuada. Este problema de mucho tiempo se ha aliviado por la presente invención.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una amasadora alternativa que permita alternar la proporción de carrera.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar una caja de engranajes que sea particularmente adecuada para su uso con una amasadora alternativa en donde la proporción de carrera además de la longitud de carrera pueda alterarse fácilmente permitiendo así la flexibilidad en las combinaciones de tornillo y perno.

Una característica particular de la presente invención es la capacidad para utilizar un solo accionamiento asegurando asi que la proporción de carrera sea invariante con respecto al índice de rotación. Éstas y otras características, como se dará cuenta, se proporcionan en una caja de engranajes para una amasadora alternativa. La caja de engranajes tiene un árbol primario de la caja de engranajes adaptado para acoplarse a un motor. Un engranaje rotacional primario se conecta al árbol primario de la caja de engranajes y gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes. Un engranaje rotacional secundario se engrana con el engranaje de rotación primario y gira junto al engranaje rotacional primario. Un árbol secundario de la caja de engranajes se conecta al engranaje rotacional secundario y gira junto con el engranaje rotacional secundario. Un engranaje de oscilación primario se conecta al árbol primario de la caja de engranajes y gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes. Un engranaje de oscilación secundario se engrana con el engranaje de oscilación primario y gira junto con el engranaje de oscilación primario en donde el engranaje de oscilación secundario rota en el árbol secundario de la caja de engranajes. Una excéntrica que comprende por lo menos un lóbulo se acopla al engranaje de oscilación secundario y la excéntrica gira junto con el engranaje de oscilación secundario. Una horquilla se engrana con la excéntrica en donde la horquilla oscila en un eje perpendicular al árbol secundario de la caja de engranajes en respuesta al contacto con el lóbulo de la excéntrica durante la rotación y el árbol secundario de la caja de engranajes se mueve a lo largo de su eje junto con la oscilación de horquilla. Un alojamiento se conecta de manera pi otante a la horquilla en un eje de pivote de horquilla y se conecta de manera pivotante a una cubierta en un eje de pivote de cárter en donde el eje de pivote de horquilla y el eje de pivote de cárter no son paralelos. Un acoplamiento se encuentra en el árbol secundario de la caja de engranajes y se adapta para conectar a una amasadora.

Se proporciona aún otra modalidad en una amasadora alternativa. La amasadora alternativa tiene una amasadora con una cubierta cilindrica. Un tornillo se extiende en la cubierta cilindrica en donde el tornillo tiene filetes y pernos que se extienden en la cubierta cilindrica. Se proporciona una caja de engranajes. La caja de engranajes tiene un árbol primario de la caja de engranajes adaptado para acoplarse a un motor. Un engranaje rotacional primario se conecta al árbol primario de la caja de engranajes y gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes. Un engranaje rotacional secundario se engrana con el engranaje de rotación primario y gira junto con el engranaje rotacional primario. Un árbol secundario de la caja de engranajes se conecta al engranaje rotacional secundario y gira junto con el engranaje rotacional secundario. Un engranaje de oscilación primario se conecta al árbol primario de la caja de engranajes y gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes. Un engranaje de oscilación secundario se engrana con el engranaje de oscilación primario y gira junto con el engranaje de oscilación primario en donde el engranaje de oscilación secundario gira en el árbol secundario de la caja de engranajes. Una excéntrica, que comprende lóbulos, se acopla al engranaje de oscilación secundario en donde la excéntrica gira junto con la oscilación secundaria. Una horquilla se engrana con la excéntrica en donde la horquilla oscila en un eje perpendicular al árbol secundario de la caja de engranajes en respuesta al contacto con los lóbulos de la excéntrica durante la rotación y el árbol secundario de la caja de engranajes se mueve a lo largo de su eje junto con la oscilación de la horquilla. Un alojamiento se conecta de manera pivotante a la horquilla en un eje de pivote de horquilla y se conecta de forma pivotante a la cubierta de un eje de pivote de cárter en donde el eje de pivote de horquilla y el eje de pivote de cárter no son paralelos. El árbol secundario de la caja de engranajes se acopla al tornillo de modo que el tornillo se mueve junto con el movimiento del árbol secundario de la caja de engranajes. Un motor se acopla al árbol primario de la caja de engranajes.

Se proporciona aún otra modalidad en una caja de engranajes para una amasadora alternativa. La caja de engranajes tiene una cubierta con un árbol primario que se extiende a través de la cubierta. Una placa de rodillos se conecta al árbol primario en donde la placa de rodillos ha colocado circunferencial y simétricamente desviaciones de planaridad. Al menos un ensamble de rodillos se conecta a la cubierta y se acopla con la placa de rodillos . La rotación de la placa de rodillos provoca que el árbol primario se mueva en paralelo a la rotación en relación con la cubierta en respuesta al acoplamiento entre la placa de rodillos y el ensamble de rodillos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en corte parcial esquemático de una modalidad de la invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva esquemática de una modalidad de la invención.

La Figura 3 es una vista en perspectiva frontal esquemática de una modalidad de la invención.

La Figura 4 es una vista en perspectiva posterior esquemática de una modalidad de la invención.

La Figura 5 es una vista lateral esquemática de una modalidad de la invención.

La Figura 6 es una vista lateral en sección transversal esquemática de una modalidad de la invención.

La Figura 7 es una vista lateral de una modalidad de la invención.

La Figura 8 es una vista superior de una modalidad de la invención.

La Figura 9 es una vista en perspectiva de una modalidad de la invención.

La Figura 10 es una vista frontal de una modalidad de la invención.

La presente invención se dirige a una amasadora alternativa y, particularmente, una amasadora alternativa en donde la proporción de carrera puede alterarse para acomodar diversas combinaciones de tornillo/perno con esfuerzo mínimo. Más particularmente, la presente invención se dirige a una caja de engranajes que es particularmente adecuada para su uso con una amasadora alternativa.

La presente invención se describirá con referencia a las figuras las cuales son en una parte integral, pero no limitante de la especificación inmediata. En toda la descripción, elementos similares se numerarán por consiguiente .

Una modalidad de la invención se ilustra en la vista en corte parcial esquemático en la Figura 1. En la Figura 1, un motor de accionamiento, 1, que tiene un eje de transmisión de motor, 3, es fuente la primaria de energía para la caja de engranajes, 2. El eje de transmisión de motor se acopla a un árbol primario de la caja de engranajes, 4, por un acoplamiento de árboles primarios, 5. El motor, el cual no se limita en la presente, puede acoplarse directamente, como se ilustra, o acoplarse a través de un mecanismo tal como una transmisión, ensamble de engranajes, ensamble de correas o similares sin limitar la presente. Para propósitos de la presente invención, el motor de accionamiento se dispone para girar el árbol primario de la caja de engranajes.

La caja de engranajes, 2, la cual se describirá más completamente en la presente, tiene un acoplador de salida, 6, que se acopla a un árbol de entrada de amasadora, 7, de una amasadora alternativa, 8, por un acoplamiento de árboles de amasadora, 9. El acoplamiento de árboles de amasadora asegura que la rotación y oscilación del acoplador de salida se traslade al árbol de entrada de amasadora. La amasadora alternativa comprende un tornillo, 10, con una multiplicidad de filetes, 11, en el mismo. Cuando el tornillo gira y oscila los filetes pasan por los pernos, 12, en proximidad cercana, de este modo proporcionando la función de amasado. El material precursor, 14, ingresa una tolva, 15, en donde se hace pasar en la amasadora y sale, opcionalmente a través de una matriz de extrusión, 16, como el extruido, 17, para recolección en un depósito, 18.

La caja de engranajes, 2, se muestra en una vista en perspectiva aislada en la Figura 2. En la Figura 2, la caja de engranajes comprende miembros de cubierta superior e inferior, 20, adecuados para montar a un miembro de bastidor, no mostrado, como puede realizarse. El árbol primario de la caja de engranajes, 4, se extiende desde la parte posterior de la caja de engranajes y el acoplador de salida, 6, es accesible en la parte frontal de la caja de engranajes para acoplamiento al mismo. Los cojinetes de la cubierta no se describen adicionalmente ya que éstos pueden entenderse fácilmente para ser apropiados y el diseño de los mismos no se limita particularmente.

Una pestaña de perno de pivote, 21, se encuentra en cualquier lado de la cubierta, el propósito de la cual se entenderá más completamente después de la discusión adicional .

Una modalidad de los componentes internos de la caja de engranajes se ilustra en la vista en perspectiva frontal en la Figura 3 y otra modalidad se ilustra en la perspectiva posterior en la Figura 4 con la cubierta removida en ambas vistas para claridad.

El árbol primario de la caja de engranajes, 4, acciona la rotación y oscilación en combinación. Un cojinete, 22, soporta el árbol primario de la caja de engranajes en el alojamiento como puede apreciarse fácilmente. Un engranaje rotacional primario, 23, se asegura a, y se acciona por, el árbol primario de la caja de engranajes. El engranaje rotacional primario se engrana con un engranaje rotacional secundario, 24, proporcionando asi la rotación a un árbol secundario de la caja de engranajes, 25. El árbol secundario de la caja de engranajes de preferencia es paralelo con el árbol primario de la caja de engranajes. La proporción de engranajes del engranaje rotacional primario en el engranaje rotacional secundario determina el índice de rotación del árbol secundario de la caja de engranajes, 25, en relación con el árbol primario de la caja de engranajes, 4. El árbol secundario de la caja de engranajes se soporta por un cojinete, 26, que se acopla con la cubierta.

Un engranaje de oscilación primario, 27, se asegura a, y se acciona por, el árbol primario de la caja de engranajes. El engranaje de oscilación primario se engrana con un engranaje de oscilación secundario, 28, que gira libremente en el árbol secundario de la caja de engranajes, 25. El engranaje de oscilación secundario acciona una excéntrica, 29. La excéntrica, 29, tiene lóbulos, 30.

La excéntrica se visualiza más fácilmente en la Figura 5 en donde la excéntrica se ilustra en una vista aislada para claridad.

Una horquilla, 31, se monta en la excéntrica. Cuando la excéntrica gira la horquilla transfiere el patrón del lóbulo a un alojamiento, 32. La horquilla pivota en un eje de pivote secundario, 33, dentro del alojamiento y el alojamiento pivota en un manguito de pivote primario, 34, el cual se asegura a la cubierta por cojinetes (no mostrados) y se une por la pestaña de perno de pivote, 21. El manguito de pivote primario, 34, se desplaza en relación con el árbol secundario de la caja de engranajes que provoca que el alojamiento oscile de atrás para adelante a lo largo de la flecha en la Figura 4 en el eje definido por los manguitos de pivote primarios. La longitud de la oscilación, definida en el eje del árbol secundario de la caja de engranajes, es dependiente del ángulo de los lóbulos en la excéntrica y la distancia entre el manguito de pivote primario y el eje del árbol secundario de la caja de engranajes. En general, la longitud de carrera incrementa conforme el ángulo de la excéntrica incrementa y cuando la distancia de la linea central del árbol secundario de la caja de engranajes en el manguito de pivote primario incrementa. Un alojamiento de cojinete de acoplador de salida preferida, 35, contiene el acoplador de salida, 6, y proporciona un punto de conexión para la amasadora.

Como puede ser aparente a partir de la descripción, el engranaje de oscilación secundario y la excéntrica pueden girar en un índice diferente del árbol secundario de la caja de engranajes. Por lo tanto, deben girar libremente en el árbol secundario de la caja de engranajes y estar libres para moverse a lo largo del árbol secundario de la caja de engranaj es .

Un engranaje terciario, 35, como se ilustra en la Figura 3, puede funcionar como un rodillo loco o puede girar una bomba de aceite, 36, u otro equipo auxiliar, equipo de diagnóstico o similar. El equipo auxiliar y el equipo de diagnóstico pueden incluir monitores de lubricación, tacómetros, monitores de hora y similares.

Una porción de los componentes internos de la caja de engranajes se ilustra en la vista esquemática lateral en sección transversal en la Figura 6. Como se ilustra en la Figura 6, la excéntrica, 29, gira libremente en el árbol secundario de la caja de engranajes, 25. Es preferible que la excéntrica y el árbol secundario de la caja de engranajes tengan cojinetes de árbol secundarios, 36, entre los mismos para reducir la fricción rotacional entre el árbol y una parte plana, 38, del árbol secundario de la caja de engranajes. Los cojinetes de árbol secundarios de preferencia son cojinetes de empuje de rodillos esféricos.

Es preferible que el acoplador de salida, 6, y el alojamiento de cojinete del acoplador de salida, 35, tengan un cojinete de alojamiento de acoplador, 37, entre los mismos para reducir la fricción rotacional. Un cojinete de alojamiento de acoplador particularmente preferido es un cojinete toroidal.

Los cojinetes toroidales tienen una sola hilera de cojinetes con rodillos simétricos ligeramente coronados, largos. Las pistas de rodadura de ambos anillos interior y exterior son cóncavas y se sitúan simétricamente alrededor del centro del cojinete. Los cojinetes toroidales se prefieren particularmente debido a su auto-alineación y propiedades de desplazamiento axial. Los cojinetes toroidales se encuentran disponibles como cojinetes de rodillos toroidales CARB® de SKF Corporation.

Una característica de la presente invención es la correlación constante de rotación y oscilación prohibiendo así el contacto catastrófico entre los filetes y pernos. Como puede realizarse el engranaje rotacional primario y el engranaje de oscilación primario se aseguran al árbol primario de la caja de engranajes en tal forma que no giran en el árbol primario de la caja de engranajes independientes entre sí. El engranaje rotacional primario y el engranaje de oscilación primario se conectan de preferencia en forma reversible con el árbol primario de la caja de engranajes por los chaveteros, acoplan las formas de superficie, los miembros roscados y similares. Igualmente, la unión entre el engranaje de rotación primario y el engranaje de rotación secundario, la unión entre el engranaje de oscilación secundario y el engranaje de oscilación secundario, la unión entre el engranaje de rotación secundario y el árbol secundario de la caja de engranajes y la unión entre el engranaje de oscilación secundario y la excéntrica son de preferencia uniones que evitan el deslizamiento. Las correas pueden incorporarse pero no se prefieren a menos que sea una correa dentada, con salientes en el interior, acopladas con una rueda engranada. El acoplamiento de los engranajes primario y secundario tales como los engranajes dentados son una modalidad preferida. Los ensambles de cadena son otra modalidad preferida.

Una característica particular de la invención es la capacidad para cambiar la carrera. La longitud de carrera puede cambiarse al reemplazar la excéntrica. La proporción de carrera puede cambiarse al cambiar la proporción de engranaje del engranaje de oscilación primario al engranaje de oscilación secundario, al cambiar la proporción de engranaje del engranaje de rotación primario al engranaje rotacional secundario o combinaciones de los mismos.

A modo de ejemplo, con referencia a la Figura 4, el índice de rotación del árbol primario de la caja de engranajes, 4, se determina por el motor conectado al mismo. Para el propósito de ilustración se considera un índice de rotación del árbol primario de la caja de engranajes de 1800 rpm. El índice de rotación del tornillo dentro de la amasadora será el mismo que el índice de rotación de la caja de engranajes secundaria que se determina por la proporción de engranaje del engranaje de rotación primario en el engranaje de rotación secundario. Por ejemplo, una proporción de engranaje del engranaje rotacional secundario al engranaje rotacional primario puede ser de 2:1 proporcionando asi un índice de rotación para el árbol secundario de la caja de engranajes gue es la mitad del índice de rotación del árbol primario de la caja de engranajes. En el ejemplo ilustrativo, el índice de rotación del tornillo de la amasadora puede ser de 900 rpm.

El índice de oscilación del tornillo puede determinarse por el número de lóbulos en la excéntrica y el índice de rotación de la excéntrica. Para propósitos de ilustración, la excéntrica puede tener un solo lóbulo en donde una rotación de la excéntrica crea una oscilación del tornillo. El índice de oscilación puede determinarse por lo tanto por el índice de rotación de la excéntrica. La excéntrica se acopla al árbol primario de la caja de engranajes y se define por la proporción del engranaje de oscilación primario al engranaje de oscilación secundario. Nuevamente para propósitos de ilustración, si la proporción del engranaje de oscilación primario al engranaje de oscilación secundario es de 1.5:1 la excéntrica gira en un índice de 2700 rpm que es tres veces mayor que el árbol secundario de la caja de engranajes. El resultado en este ejemplo es 3 oscilaciones por rotación para una proporción de carrera de 3.

Una característica particular de la invención es que la proporción de carrera es invariante a la velocidad del motor o el índice rotacional del árbol primario de la caja de engranajes eliminando así las oportunidades de colisión dentro de la amasadora. Cualquier alteración en la velocidad del motor, tal como por fluctuaciones de suministro de energía, puede resultar en un cambio en el índice de rotación del tornillo de amasadora y el índice de oscilaciones pero aquí no puede haber ninguna alteración en la proporción de carrera .

Alguien con experiencia en la técnica puede determinar, o definir, una proporción de carrera utilizando los principios de ingeniería comunes basados en las enseñanzas en la misma.

Otra modalidad de la caja de engranajes inventiva se ilustra en una vista parcial esquemática en las Figuras 7-10. En las Figuras 7-10 la cubierta inferior, 51, se ilustra y la cubierta superior se remueve para claridad. La caja de engranajes, 50, se ilustra en una vista frontal en la Figura 7, la vista superior en la Figura 8, la vista lateral en perspectiva en la Figura 9, y la vista lateral en la Figura 10.

La caja de engranajes, 50, comprende un árbol primario, 52, que es continuo a través de la caja de engranajes. Un motor conectado al árbol primario en un acoplamientos deslizantes, 53. El acoplamiento deslizante acopla la rotación del árbol primario en el motor mientras que permite al árbol primario oscilar paralelo al árbol de motor. Los acoplamientos deslizantes puede ser una conexión directa entre el motor y el árbol primario o pueden ser acoplamientos de desplazamiento que emplean engranajes, poleas, cadenas, una transmisión o similares.

Conectada al árbol primario se encuentra una placa de rodillos, 53. La placa de rodillos comprende desviaciones de planaridad que se colocan simétricamente en forma circunferencial. Se prefiere particularmente que las desviaciones de planaridad se encuentren en los lados opuestos del plano central de los rodillos en una forma sinusoidal. Se prefiere particularmente que el borde, 55, tenga un patrón sinusoidal de seno (seno (x) ) . En otra modalidad preferida, se asume que el eje z de la placa de rodillos es el eje rotacional, las ecuaciones paramétricas para la geometría de placa preferida son: X-R*cos (t) Y=R*sen (t) Z=SL*sen (SR*t) donde R=radio, SL=Longitud de Carrera, y SR=Proporción de Carrera y t es de 0 a 2*pi.

Los ensambles de rodillos, 54, conectados a la cubierta, 51, se disponen en la misma frecuencia como las desviaciones de planaridad. Los ensambles de rodillos comprenden una abrazadera, 58, con rodillos, 59, conectados a los mismos. La abrazadera se asegura a la cubierta. Los rodillos forman una trayectoria limitada para el pasaje de la placa de rodillos. Cuando la placa de rodillos pasa a través de los rodillos, el árbol primario se induce a moverse en paralelo al eje de rotación debido a la fuerza aplicada a la placa de rodillos por el rodillo.

En las Figuras 7-10, las desviaciones de planaridad se separan por 120 grados cuando son los ensambles de rodillos. Cuando el árbol primario y la placa de rodillos giran, el árbol se forzará a moverse linealmente en relación con los ensambles de rodillos y la cubierta, en respuesta a las desviaciones de planaridad.

El número de ocurrencias de desviación de planaridad determina la carrera de la caja de engranajes. Una placa de rodillos representativa se ilustra en la Figura 11. En la Figura 11 se ilustran tres desviaciones en donde las desviaciones se separan por 120°. Una caja de engranajes con una placa de rodillos como se ilustra en la Figura 11 puede generar 3 carreras por revolución. Para los propósitos de discusión las desviaciones se definen basadas en la linea central .

Con dos desviaciones, que pueden separarse por 180°, la caja de engranajes puede generar 2 carreras por revolución. Con cuatro desviaciones, que pueden separarse por 90°, la caja de engranajes puede generar cuatro carreras por revolución. La longitud de cada carrera puede determinarse por la cantidad de desviación de planaridad. Entre más larga sea la desviación de planaridad mayor será la carrera.

Como puede comprenderse, los ensambles de rodillos se disponen en intervalos fijos basados en el número de desviaciones. El número de ensambles de rodillos no es más de un rodillo por desviación y se colocan simétricamente con la misma frecuencia como el número de desviaciones. Alternativamente, pueden emplearse menos ensambles de rodillos que el número de desviaciones siempre y cuando se dispongan simétricamente en una manera que corresponda con la frecuencia de desviación. A modo de ejemplo, si la placa de rodillos tiene cuatro desviaciones puede desplazarse en intervalos de 90° alrededor de la placa de rodillos. Los cuatro ensambles de rodillos podrían utilizarse con las cuatro desviaciones de placa de rodillos colocadas en intervalos de 90°. Alternativamente, los ensambles de rodillos seleccionados pueden eliminarse. Por ejemplo, tres ensambles de rodillos pueden utilizarse colocados en intervalos de 90°-90o-90o-180° . En otra modalidad, dos ensambles de rodillos pueden utilizarse con espaciamientos de intervalos de 90° o 180°. En otra modalidad, puede utilizarse un ensamble de rodillo simple.

El tornillo de la amasadora puede acoplarse al árbol primario con una unión que fija la rotación y oscilación al árbol.

Una modalidad preferida de la amasadora se ilustra en una vista en corte en despiece parcial en la Figura 12. En la Figura 12, la cámara de mezclado, 120, comprende una multiplicidad de espacios, 121, a través de los cuales los pernos, 122, se extienden. Los pernos se conectan a un riel, 123. El riel, 123, de preferencia reside en una ranura, 124, manteniendo asi una superficie en la cámara de mezclado con desviación mínima de un exterior redondo. Una ventaja particular de la modalidad ilustrada en la Figura 12 es la capacidad para insertar un gran número de pernos simultáneamente. La cámara de mezclado, 120, puede encerrarse en un manguito exterior, ya se completa o parcialmente, asegurando así el riel dentro de la ranura. Alternativamente, el riel puede asegurarse por miembros roscados. El riel de perno puede instalarse en el interior de la cámara de mezclado pero es menos preferido.

El tornillo puede comprender un árbol de tornillo cilindrico con hélices continuas o porciones de hélice en el exterior del mismo. El paso de las hélices puede variar con la longitud proporcionando así diferentes características de amasamiento a lo largo de la trayectoria de flujo.

Un tornillo particularmente preferido se describirá con referencia a las Figuras 13 y 14 en donde se ilustran filetes segmentados.

Enfocándose ahora en la Figura 13, un árbol de tornillo, 130, comprende un núcleo cilindrico, 131, con salientes exteriores, 132, simétricamente conectadas al mismo. Un filete segmentado, 133, se desliza en el árbol de tornillo. El filete segmentado, 133, tiene un espacio central, 134, que recibe el núcleo cilindrico del árbol de tornillo. Depresiones, 135, en el espacio central se acoplan con las salientes para prohibir la rotación del filete segmentado en el árbol de tornillo. El filete segmentado tiene una hélice, 136, en el mismo que amasa el material, opcionalmente, al pasar en proximidad cercana con los pernos como se describe en lo anterior. Debe ser aparente a partir de la descripción que el filete segmentado puede colocarse en un número limitado de orientaciones rotacionales basado en el número de salientes y depresiones. Como se ilustra, el filete segmentado puede colocarse en una de las posiciones tridimensionales. Una ventaja de esto se describe con referencia a la Figura 14 en donde tres filetes segmentados, 133, se muestran en la vista en despiece como podrían orientarse en un árbol de tornillo. Cada uno se hace girar 120° en relación con el filete segmentado adyacente. Los espaciadores, 137, entre los filetes segmentados definen la separación. Al variar el espesor del filete segmentado, el paso de la hélice y los espaciadores pueden establecerse en una gran variedad de condiciones de amasado. Además, un filete dañado puede remplazarse fácilmente. Aunque se ilustra con salientes en el árbol y depresiones de acoplamiento en el filete segmentado esta disposición puede invertirse.

Aún otra modalidad del tornillo se describirá con referencia a la Figura 15. En la Figura 15, múltiples manguitos de hélice, 149, con cada uno comprendiendo hélices múltiples, 150, y se ilustran orientaciones múltiples conectadas a un núcleo cilindrico, 151. El núcleo cilindrico se coloca de preferencia en un árbol, no mostrado, en donde el árbol comprende dientes que se acoplan con los dientes, 152, en la cavidad central de la hélice. Como puede comprenderse a partir de la discusión en la presente, el patrón de amasado puede ajustarse por el uso de manguitos de hélice en diversas configuraciones.

La invención se ha descrito con referencia a las modalidades preferidas sin limitarse a la misma. Alguien con experiencia en la técnica puede comprender las modalidades y alteraciones adicionales que no se establecen específicamente en la presente pero que se encuentran dentro de las metas y límites de la invención como se establece más específicamente en las reivindicaciones anexas a la misma.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una caja de engranajes para una amasadora alternativa, caracterizada porque comprende: una cubierta; un árbol primario de la caja de engranajes adaptado para acoplar a un motor; un engranaje rotacional primario conectado al árbol primario de la caja de engranajes que gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes; un engranaje rotacional secundario engranado con el engranaje rotacional primario que gira junto con el engranaje rotacional primario; una árbol secundario de la caja de engranajes conectado al engranaje rotacional secundario que gira junto con el engranaje rotacional secundario; un engranaje de oscilación primario conectado al árbol primario de la caja de engranajes que gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes; un engranaje de oscilación secundario engranado con el engranaje de oscilación primario que gira junto con el engranaje de oscilación primario en donde el engranaje de oscilación secundario gira en el árbol secundario de la caja de engranajes; una excéntrica acoplada al engranaje de oscilación secundario en donde la excéntrica gira junto con el engranaje de oscilación secundario, en donde la excéntrica comprende lóbulos; una horquilla acoplada con la excéntrica en donde la horquilla oscila en un eje perpendicular al árbol secundario de la caja de engranajes en respuesta a entrar en contacto con los lóbulos de la excéntrica durante la rotación y el árbol secundario de la caja de engranajes se mueve a lo largo de su eje junto con la horquilla de oscilación; un alojamiento se conecta de forma pivotante a la horquilla en un eje de pivote de horquilla y se conecta de forma pivotante a la cubierta en un eje de pivote de cárter en el mismo, el eje de pivote de horquilla y el eje de pivote de cárter no están paralelos; y un acoplamiento en el árbol secundario de la caja de engranajes adaptado para conectarse a la amasadora.

2. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el árbol secundario de la caja de engranajes y el árbol primario de la caja de engranajes se encuentran en paralelo.

3. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el engranaje rotacional primario y el engranaje rotacional secundario tienen una primera proporción de engranaje.

4. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el engranaje de oscilación primario y el engranaje de oscilación secundario tienen una segunda proporción de engranaje.

5. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la primera proporción de engranaje y la segunda proporción de engranaje son independientes.

6. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el árbol de la caja de engranajes secundario se acopla a la cubierta por un cojinete toroidal.

7. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el eje de pivote de cárter y el árbol secundario de la caja de engranajes se desplazan.

8. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el eje de pivote de cárter y el eje de pivote de horquilla son perpendiculares.

9. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque tiene una proporción de carrera que es invariante con el índice de rotación del árbol primario de la caja de engranajes.

10. Una amasadora alternativa, caracterizada porque comprende : una amasadora que comprende: una cubierta cilindrica; un tornillo que se extiende en la cubierta cilindrica en donde el tornillo comprende filetes; y pernos que se extienden en la cubierta cilindrica; una caja de engranajes que comprende: una cubierta; un árbol primario de la caja de engranajes adaptado para acoplarse a un motor; un engranaje rotacional primario conectado al árbol primario de la caja de engranajes que gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes; un engranaje rotacional secundario engranado con el engranaje rotacional primario que gira junto con el engranaje rotacional primario; un árbol secundario de la caja de engranajes conectado al engranaje rotacional secundario que gira junto con el engranaje rotacional secundario; un engranaje de oscilación primario conectado al árbol primario de la caja de engranajes que gira junto con el árbol primario de la caja de engranajes; un engranaje de oscilación secundario engranado con el engranaje de oscilación primario que gira junto con el engranaje de oscilación primario en donde el engranaje de oscilación secundario gira en el árbol secundario de la caja de engranajes; una excéntrica acoplada al engranaje de oscilación secundario en donde la excéntrica gira junto con el engranaje de oscilación secundario, en donde la excéntrica comprende lóbulos; una horquilla acoplada con la excéntrica en donde la horquilla oscila en un eje perpendicular al árbol secundario de la caja de engranajes en respuesta a entrar en contacto con los lóbulos de la excéntrica durante la rotación y el árbol secundario de la caja de engranajes se mueve a lo largo de su eje junto con la oscilación de la horquilla; un alojamiento se conecta de forma pivotante a la horquilla en un eje de pivote de horquilla y se conecta de forma pivotante a la cubierta en un eje de pivote de cárter en el mismo, el eje de pivote de horquilla y el eje de pivote de cárter no se encuentran en paralelo; y en donde el árbol secundario de la caja de engranajes se acopla al tornillo de tal manera que el movimiento del tornillo se mueve junto con el movimiento del árbol secundario de la caja de engranajes; y un motor acoplado al árbol primario de la caja de engranajea.

11. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el árbol secundario de la caja de engranajes gira y oscila.

12. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque comprende un alojamiento de cojinete del acoplador de salida.

13. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque comprende un cojinete toroidal entre el árbol secundario de la caja de engranajes y el alojamiento de cojinete del acoplador de salida.

14. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el árbol secundario de la caja de engranajes y el árbol primario de la caja de engranajes se encuentran en paralelo.

15. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el engranaje rotacional primario y el engranaje rotacional secundario tienen una primera proporción de engranaje.

16. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el engranaje de oscilación primario y el engranaje de oscilación secundario tienen una segunda proporción de engranaje.

17. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque la primera proporción de engranaje y la segunda proporción de engranaje son independientes .

18. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el árbol de la caja de engranajes secundario se acopla a la cubierta por un cojinete toroidal.

19. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el eje de pivote de cárter y el árbol secundario de la caja de engranajes se desplazan .

20. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el eje de pivote de cárter y el eje de pivote de horquilla son perpendiculares.

21. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque tiene una proporción de carrera que es invariante con el índice de rotación del árbol primario de la caja de engranajes.

22. La amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada además porque comprende una matriz de extrusión.

23. Una caja de engranajes para una amasadora alternativa, caracterizada porque comprende: un cubierta; un árbol primario que se extiende a través de la cubierta; una placa de rodillos conectada al árbol primario, en donde la placa de rodillos comprende desviaciones circunferencial y simétricamente colocadas de planaridad; al menos un ensamble de rodillos se conecta a la cubierta y se acopla con la placa de rodillos; y en donde la rotación de la placa de rodillos provoca que el árbol primario se mueva en paralelo a la rotación en relación con la cubierta en respuesta al acoplamiento entre la placa de rodillos y el ensamble de rodillos .

24. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque las desviaciones tienen un patrón de seno ( seno (x) ) .

25. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la placa de rodillos tiene una geometría definida por: X=R*cos(t) Y=R*sen (t) Z=SL*sen(SR*t) en donde Z es un eje rotacional de la placa de rodillos, R=radio de la placa de rodillos, SL= una Longitud de Carrera, SR= una Proporción de Carrera y t es de 0 a 2*pi.

26. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque comprende un ensamble de rodillos por deviación .

27. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque la placa de rodillos comprende tres desviaciones en intervalos de 120°.'

28. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 27, caracterizada porque comprende tres ensambles de rodillos en intervalos de 120°.

29. La caja de engranajes para una amasadora alternativa de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque tiene una carrera que es invariante con índice de rotación del árbol primario.