[发明专利]挤出机齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及驱动根据权利要求1的前序所述的挤出机的齿轮装置。

背景技术

使用带有紧啮合轴的双螺杆挤出机来处理物质，在经济方面与加工工程方面具有必不可少的优势。用于评估该类机器性能的一个重要方面是扭矩密度，也就是每轴扭矩与中心距离立方的商值。其性能还进一步由转速所决定。

对于加工工程，更重要的是如何实现将产品过渡到之后的螺杆轴上，这取决于螺杆轴被同向旋转还是反向旋转，这在两个相邻的轴的加工部件间的楔(wedge)之间产生很不同的扩张力(spreading force)，该力反过来可决定性地影响性能，特别是磨损性能与转速。

EP0962298公开了用于高性能双螺杆挤出机的齿轮装置，在安装反向齿轮装置后，该齿轮装置可以相对简单地被用于同向旋转或反向旋转螺杆轴。现有技术中公开的用于反向旋转螺杆挤出机的齿轮装置的实施例有WO 2007/093228A1和EP 995580B1。DE 3328782C1描述了同向双螺杆挤出机的齿轮装置，其中驱动轴被同轴地设置在中空轴中，且两个轴都作为扭转轴并通过齿轮在一端相连，在中空轴上设置有两个轴向偏离的齿轮。根据DE 2628387和PCT/JP 93/01039公开的齿轮装置也仅能用于同向旋转的螺杆轴。

在任何情况下，螺杆轴必须通过齿轮装置的输出轴提供有可能的最大扭矩。在加工段上，在给定中心距时，外部螺杆直径(Da)与内部螺杆直径(Di)的商值被选择为尽可能大，且输出轴的直径在最大容许扭转应力时应该尽可能小。

啮合螺杆轴，特别是紧啮合螺杆轴的驱动，在各种具体的负载情况下，进一步需要输出轴的相同的几何输出角度位置，以便在同轴驱动的加工段的螺旋轴的轴向间隙(axial clearance)可以被选为尽可能小，而不会有任何与螺杆侧面的机械接触。

与双螺杆挤出机相比，带有多个沿圆周以相等圆心角间隔分布、轴向平行的轴的多轴挤出机具有两倍数量的楔(wedge)的优点，在楔(wedge)中，产品可以被特别有效地处理，并从一个轴上的螺杆或其他加工部件转移到下一个。

DE10315200B4已经公开了根据权利要求1前序所述的带有同向旋转轴的多轴挤出机的齿轮装置。配备有中心驱动轴，在该中心驱动轴上，配备有两个与轴向偏置的输出齿轮啮合的恒星齿轮。为增强性能，输入齿轮额外地与内齿中空轮啮合，所述中空轮具有有外齿，该外齿与外部驱动轴上的驱动轮啮合，以便每个中空轮被相同的扭矩驱动，并且每个输出传动齿轮的扭矩一半通过恒星齿轮、一半通过中空轮被引入。

在正常情况下，现有齿轮装置特别是与同向旋转螺杆轴结合被证明是有用的。但是，却不能实现更大的转速和/或扭矩，它们要么表现出过度磨损或者在加工段需要过大的间隙从而不能经济地工作。

发明内容

本发明目的是为带有紧啮合加工部件的、具有高性能的多轴挤出机提供齿轮装置。

该目的根据本发明权利要求1所述的齿轮装置将得到实现。本发明的更优选实施例将在从属权利要求中得到叙述。

该创新的齿轮装置适于与一个或多个马达一起作为带有紧啮合的同向或反向旋转轴的多轴挤出机的驱动，这些旋转轴为力平衡(force balance)而被设置在齿轮装置中并且优化被设置在闭环上，也在部分环的加工段上。

在该创新的齿轮装置中，与偏离加工段的输出传动齿轮相啮合的恒星齿轮被不可旋转地连接到中空扭转轴，同时与偏向加工段的输出传动齿轮相啮合的恒星齿轮与内扭转轴不可旋转地连接，所述内扭转轴被同轴地设置于中空轴之内。

中空扭转轴和内扭转轴被如此设计，从而由输出轴的不同长度引起的扭矩转角差异被与内扭转轴的扭矩所不同的中空扭转轴的扭矩所抵消(compensate)。也就是说，输出轴的不同扭矩被与内扭转轴的扭矩所不同的中空扭转轴的扭矩所抵消。输出轴之间的不同扭矩被如此特别提出是因为它们之间间距小，所以必须是薄配置(must be of thin configuration)。

与内扭转轴的扭矩不同的中空扭转轴的扭矩可以被调整，比如通过中空扭转轴的圆环状横截面与优选为实心轴的内扭转轴的圆形横截面相比来调整。

因此，不仅在部分负载时，相邻的轴的角同步位置在齿轮装置的高性能下能得到保证，而且在空载或满载时也能得到保证，从而即使在于加工部件紧啮合的情况下也能防止磨损。

在加工段的轴上滑动的加工部件可以是螺杆或者类似传动部件，还可以是捏合块(kneader blocks)、带相反传动方向的螺杆部件或类似物。