用於雙螺杆擠出機的驅動裝置的製作方法

2023-05-19 05:11:26

專利名稱：用於雙螺杆擠出機的驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1特徵所述的用於雙螺杆擠出機的驅動裝置。
背景技術：
用於擠出塑料或其它材料的擠出機對於其擠出機軸需要非常高的驅動功率。所述擠出機軸通常與其形狀無關地稱為螺杆軸。這些螺杆軸可以根據實施例以相同的轉向或相反的轉向旋轉。已知對於雙螺杆擠出機的減速器使用所謂的功率分配減速器，在該功率分配減速器中驅動功率被分配在多個功率分支上，由此使單個減速器元件不會太大。這種驅動裝置的軸支承在滾動軸承上。由DE 197 36 549 C2已知一種這樣的用於雙螺杆擠出機的減速器，它具有一個功率分配減速器。
滾動軸承具有一個有限的使用壽命並且有時在計算的使用壽命之前提前失效。未計劃的停機對於較大的設備導致明顯的經濟損失。

發明內容
本發明的目的是，實現一種具有更大的運行可靠性的雙螺杆擠出機的驅動裝置。
這個目的通過權利要求1的特徵得以實現。
通過按照本發明減速器軸的滑動軸承以有利的方式給出一個無磨損的具有無限使用壽命的軸承。
按照本發明的滑動支承的軸也可以以較大的尺寸有利地不受轉速界限限制地運行。
為了在負荷下或者低轉速時啟動可以特別有利地設有一個靜壓的支承。


下面藉助於附圖中的一個優選的實施例作為示例描述本發明。附圖以不同的比例尺示出圖1簡示出一個按照本發明的驅動裝置，其具有一個電動的主馬達和一個電動的輔助馬達，
圖2透示地示出一個行星減速器的輸出軸和一個與其平行的第二輸出軸，圖3是圖2的減速器部件的側視圖，圖中示出加入的作用力方向箭頭，圖4示出從擠出機的螺杆軸向減速器方向看去的減速器端面視圖，圖5示出一個按照本發明滑動支承的軸的截面圖。
具體實施例方式
在附圖中示例地示出的擠出機驅動裝置用於驅動一個雙螺杆擠出機，其中只示出兩個相互平行設置的螺杆軸2和4，它們兩個以相同的旋轉方向6驅動。該擠出機驅動裝置包括一個行星減速器裝置8和一個後置於它的功率分配減速器10。所述行星減速器裝置8包括最好兩個軸向前後設置的行星減速器級12和14。一個電動的主馬達16最好通過一個轉矩安全離合器18、一個單級的圓柱齒輪減速器與兩個齒輪19和20連接並且一個齒輪離合器21以這個順序與第一行星減速器級12的太陽輪22符合驅動地連接。按照一個變化的實施例所述馬達16可以如圖1虛線所示並配有標記16』，與太陽輪22同軸地設置並且無需單級圓柱齒輪減速器19，20地與該太陽輪符合驅動地連接。所述太陽輪22可以通過一個制動器24制動，該制動器設置在第二齒輪25的一個軸25的自由外端上。所述馬達16』也可以有選擇地通過另一行星減速器級與太陽輪22連接。
一個電動的輔助馬達30在其功率並由此在其輸出轉速方面可以無級地調節並且最好比主馬達16具有一個更小的功率容量，該輔助馬達可以通過一個轉矩安全離合器32和一個單級的圓柱齒輪減速器與齒輪34，35和36、與第一行星減速器級12的一個可旋轉地設置的空心齒輪40的外齒38符合驅動地連接。
所述輔助馬達30也可以分級地調節或者無調節地構成。
所述第一行星減速器級12的一個可旋轉地設置的行星支架42支承行星齒輪43，它一方面與太陽輪22的一個外齒嚙合另一方面與空心齒輪40的一個內齒44嚙合。
所述第一行星減速器級12的行星支架42通過一個齒輪離合器46與一個軸向設置在其旁邊的第二行星減速器級14的太陽輪50連接。該第二行星減速器級14具有一個不可旋轉設置的空心齒輪52和一個可旋轉地設置的行星支架54，它支承行星齒輪56，它們一方面與太陽輪50的一個外齒嚙合另一方面與空心齒輪52的一個內齒嚙合。
所述第一行星減速器級12的空心齒輪40通過一個制動器33或者一個止回器制動，它在傳動線路中設置在其與輔助馬達30之間，最好設置在由輔助馬達30驅動的第一齒輪34的一個軸37的自由外端上。
一個行星減速器輸出軸60與兩個行星減速器級12和14的太陽輪和行星支架同軸地並且也與一個螺杆軸2同軸地設置。這個行星減速器輸出軸60可以多件式地或者最好整體式地構成並且在其驅動端通過一個離合器62不可扭轉地且軸向固定地與一個螺杆軸2連接。
所述行星減速器輸出軸60也可以直接通過第一行星減速器級12驅動。因此該行星減速器裝置8隻由一個行星減速器級構成。
所述功率分配減速器10包括兩個(或多個)與行星減速器輸出軸60平行設置的分支軸62和64，其靠近行星減速器裝置8的端部段分別與一個齒輪63或65不可扭轉地連接，這些齒輪具有相同的直徑並且配有相同齒數的斜嚙合齒66及67並且與一個中心齒輪70的對應的斜嚙合齒68嚙合，該中心齒輪不可扭轉地設置在行星減速器輸出軸60上。所述中心齒輪70與齒輪63和65構成一個從行星減速器輸出軸60到分支軸62和64的功率分支。
與行星減速器裝置8更加遠離的分支軸62和64的端部段分別與一個齒輪73及75不可扭轉地連接，它們分別具有相同的直徑和最好相同齒數的斜嚙合外齒環76及77。這些齒輪73和75與一個齒輪80嚙合，它具有一個相應的斜嚙合外齒78並且與一個第二輸出軸84不可扭轉地連接。所述齒輪73，75和80在分支軸62和64的遠端上構成一個從兩個分支軸62和64到擠出機驅動裝置的第二輸出軸84的功率總計。這個第二輸出軸84平行於行星減速器輸出軸60且軸向與第二螺杆軸4錯開地設置並且在其與第二行星減速器級14遠離的端部上通過一個離合器86與第二螺杆軸4不可扭轉且軸向固定地連接。
為了在圖1中看出兩個分支軸62和64和其齒輪，它們在一個公共的平面中打開地示出，而它們實際上不與行星減速器輸出軸60位於一個公共的平面裡面，由此使兩個齒輪73和75在分支軸62和64的遠端上與公共的齒輪80嚙合，如同在圖1中通過一個箭頭82示出的那樣並且在圖2中相應正確地示出實際情況。
因此所述螺杆軸2和4的旋轉方向6也對應於兩個輸出軸60和84的旋轉方向6。
一個螺杆軸2的軸向推力通過行星減速器輸出軸60傳遞到一個軸向推力軸承88上並從這個軸承傳遞到一個減速器外殼部件90。所述軸向推力軸承88位於功率分支63，65，79的主動齒輪70與第二行星減速器級14的行星支架54之間。
所述第二螺杆軸4的軸向推力通過第二輸出軸84傳遞到一個第二軸向推力軸承92上並從這個軸承同樣傳遞到一個減速器外殼94上。該第二軸向推力軸承92在軸60，62和64旁邊位於功率分支的齒輪63，65，70與分支軸62和64的功率總計的齒輪73，75，80之間的一個中間空間裡面。所述軸向推力軸承88和92的地點具有特殊意義，如果考慮到，在一個這樣的減速器中要傳遞15000kW的功率和700000Nm的轉矩，兩個輸出軸60和84的中間距離只允許為300mm，要對應於螺杆軸2和4的同樣小的中間距離。
由此這樣選擇功率分配減速器10的斜嚙合齒，使得儘管由於被動的齒輪63和65的斜嚙合齒作用於其功率分支的主動齒輪70上的軸向力F63和F65在同一方向上如同一個螺杆軸2的軸向推力那樣指向這一個軸向推力軸承88，然而由於主動的齒輪73和75的斜嚙合齒作用於由其驅動的功率總計的齒輪78上的軸向力F73和F75相反於另一螺杆軸4的軸向推力方向指向並且由此部分地補償這另一螺杆軸4的軸向力，因此一個所產生的更微小的軸向力作用於第二輸出軸84的與此相關的另一軸向推力軸承92上，該軸向力小於通過行星減速器輸出軸60作用於其附屬的一個軸向推力軸承88上的作用力。由此考慮到，對於第二輸出軸84的軸向推力軸承92比對於一個行星減速器輸出軸60的一個軸向推力軸承88具有更小的空間供使用。在分支軸62和64內部其齒輪63和73或者65和75的軸向力相向地指向，因此它們相互抵消並且在這些分支軸62和64中不產生所引起的軸向力。在圖3中在齒輪63，65，73和75中產生的圓周力分別以96表示。這些齒輪63，65，73和75的斜嚙合齒的傾斜走向分別通過一個在其中傾斜的虛線表示，它以與從屬的斜嚙合齒66，67，68，76，77和78相同的附圖標記表示。
在圖3中只簡示出行星減速器輸出軸60的軸向推力軸承88。此外注意到，在圖3中只是為了更好地理解作用力特性以與行星減速器輸出軸60相同的平面示出分支軸62和64和第二輸出軸84，但是在實際上圍繞其圓周對應於圖2分布地設置。
當然代替斜嚙合齒也可以採用直嚙合齒。
如同圖1中的箭頭6所示，兩個行星減速器級12和14的太陽輪22和50以與螺杆軸2和4相同的旋轉方向旋轉。
在圖1中所示的位置上優選採用的轉矩安全離合器18和32的結構具有優點，即，用於操縱所需的壓力空氣可以從軸17或37的自由進入的端部輸送到這些離合器，這些軸通過安全離合器18或32與馬達16或30連接。
一個在圖1中簡示出的電子調節裝置100根據所需的螺杆軸2和4的運行方式調節和控制功率並由此也調節和控制可調節的輔助馬達30的轉速並用於斷開和接通主馬達16和制動器24和33。
此外本發明的另一實施例可以是，但是不受此局限所述主馬達16或16』可以是一個就其輸出功率和轉速來說可調節的馬達，最好是電動機。在這種情況下所述螺杆軸2和4的轉速可以通過主馬達16或16』無級地或有級地調節並由此調節到一個零與一個對應於主馬達最高轉速的最高值之間的任意數值，例如在所述的從零至150U/min或者從50U/min至150U/min的範圍內。如果對於這個變化的實施例所述輔助馬達30不被調節或者是一個不可調節的馬達，則通過接通兩個馬達，作為示例輸出的最高轉速同樣可以達到200U/min。
所述示例性示出的驅動裝置的最簡單的實施例由一個行星減速器級組成，它具有一個用於一個馬達16，30的驅動輸入以及一個用於第一螺杆軸2和至少兩個分支軸62，64的第一輸出軸60，分支軸的功率由第一輸出軸60分支並且相加到一個第二輸出軸84用於驅動第二螺杆軸。
本發明的核心是，一個雙螺杆擠出機驅動裝置的傳遞轉矩的、或者說本身旋轉的元件支承在滑動軸承裡面。
在圖5中示例性地示出所述分支軸62在齒輪73處的滑動軸承。在齒輪73兩側設有滑動軸承101。為了靜壓地支承滑動軸承101可以採用一個液壓的壓力發生器102，它負責通過油管103為滑動軸承101提供潤滑劑。特別有利的是在具有或沒有負載地啟動擠出機時以及在擠出機以低速運行時接通靜壓的升高，在那裡滑動軸承101的液力潤滑不會導致單純的液體摩擦。
根據結構和與此相關的轉速足以只是靜壓地支承低速運行的滑動軸承。這最好是在輸出部位的滑動軸承，如在輸出軸和/或分支軸上。
按照本發明在滑動軸承101中支承作為傳遞轉矩的元件的行星支架42，54、行星齒輪43，56、可旋轉的空心齒輪40、輸出軸60，84以及分支軸62，64。
所述太陽輪22，50最好浮動地支承在行星齒輪43，56之間。如果對於一個實施例不存在行星齒輪，則對於太陽輪22，50也設置滑動軸承101。
如果馬達16，30通過圓柱齒輪減速器或者其它的行星減速器嵌入行星減速器裝置8，則也滑動支承它的減速器軸。特別有利的是，也在滑動軸承中支承驅動馬達的馬達軸16，30。
為了在其它軸或驅動元件上承受軸向力可以設有軸向滑動軸承或組合的軸向-徑向-滑動軸承。
在另一實施例中，所述行星減速器裝置8通過一個圓柱齒輪減速器替換，它的軸對應於上述示例支承在滑動軸承裡面。可以設有一個或多個增速級或減速級並且根據需要設有靜壓的支承。為了實現不同的驅動轉速可以設有一個在不同的增速級或減速級中接通的圓柱齒輪減速器或者一個轉速可調節的驅動馬達。
所述輸出如同上述實施例一樣通過一個功率分配減速器分支到一個第二驅動軸。
權利要求
1.一種用於雙螺杆擠出機的驅動裝置，其具有至少一個用於一個馬達(16，30)的驅動輸入和至少一個減速器級以及一個用於驅動雙螺杆擠出機的第一螺杆軸(2)的第一輸出軸(60)和至少兩個用於使功率從第一輸出軸(60)分支到一個第二輸出軸(84)的用於驅動一個第二螺杆軸(4)的分支軸(62，64)，其特徵在於，所述驅動裝置的旋轉元件支承在滑動軸承(101)裡面。
2.如權利要求1所述的驅動裝置，其特徵在於，所述減速器級由具有至少一個行星級的行星減速器構成。
3.如權利要求2所述的驅動裝置，其特徵在於，在至少一個行星減速器級(12，14)上設有另一驅動輸入，在其上耦聯另一馬達(16，30)。
4.如權利要求3所述的驅動裝置，其特徵在於，所述另外的馬達(16，30)在其功率和/或轉速方面是可調節的。
5.如權利要求1所述的驅動裝置，其特徵在於，所述減速器級由圓柱齒輪減速器構成。
6.如權利要求5所述的驅動裝置，其特徵在於，所述圓柱齒輪減速器可以連接在不同的增速-/減速級裡面。
7.如上述權利要求中任一項所述的驅動裝置，其特徵在於，在至少一個馬達(16，30)與一個驅動輸入之間設置一個端面齒輪減速級和/或一個行星減速器級。
8.如上述權利要求中任一項所述的驅動裝置，其特徵在於，所述緩慢運行的軸的滑動軸承(101)靜壓地支承。
全文摘要
本發明涉及一種用於雙螺杆擠出機的驅動裝置，它具有至少一個用於一個馬達(16，30)的驅動輸入和至少一個減速器級以及一個用於驅動雙螺杆擠出機第一螺杆軸(2)的第一輸出軸(60)和至少兩個用於使功率從第一輸出軸(60)分支到第二輸出軸(84)的用於驅動一個第二螺杆軸(4)的分支軸(62，64)，其中所述驅動裝置的旋轉元件支承在滑動軸承(101)裡面。
文檔編號B29C47/40GK1788979SQ20051010869
公開日2006年6月21日 申請日期2005年10月20日 優先權日2004年10月20日
發明者W·克利梅施, B·平內坎普, U·維甘, T·維斯 申請人:倫克股份有限公司