(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機スクリューを備えていてその推進方向下流に少なくとも１つの駆動ギアと少なくとも１つの従動ギアを有する容積ギアポンプが接続している、熱可塑性溶融剤および天然あるいは合成ゴムの粘性材料用の押出機であって、駆動ギア（２２）の軸（２３）が押出機スクリュー（１２）の軸（１３）に対して鋭角あるいは垂直に延在し、従動ギア（３２）の軸（３３）は実質的に押出機スクリュー（１２）の軸（１３）と同方向に延在するように配置するとともに、
従動ギア（３２）の軸（３３）が駆動ギア（２２）の軸（２３）に対して垂直、あるいは鋭角になるように配置することを特徴とする押出機。
【請求項２】
駆動ギア（２２）と従動ギア（３２）を互いに噛合する傘歯車として形成することを特徴とする請求項１記載の押出機。
【請求項３】
駆動ギア（２２）を平歯車、従動ギア（３２）を傘歯車として形成するか、あるいは従動ギア（３２）を平歯車、駆動ギア（２２）を傘歯車として形成することを特徴とする請求項１記載の押出機。
【請求項４】
駆動ギア（２２）および従動ギア（３２）がウォームギアとして形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の押出機。
【請求項５】
従動ギア（３２）をウォームとして形成し、駆動ギア（２２）をウォームギアとして形成することを特徴とする請求項４記載の押出機。
【請求項６】
従動ギア（３２）と押出機スクリュー（１２）を同軸に配置することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の押出機。
【請求項７】
従動ギア（３２）が押出機スクリュー（１２）と圧力ばめ式に結合されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の押出機。
【請求項８】
従動ギア（３２）が押出機スクリュー（１２）から独立した駆動機構を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の押出機。
【請求項９】
駆動ギア（２２）と反対側の押出機スクリュー（１２）側部に同様に従動ギア（３２）と噛合している別の駆動ギア（２２２）を配置することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の押出機。
【請求項１０】
押出機スクリュー（１２）の周囲に駆動ギア（２２，２２２）を複数配置することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の押出機。
【請求項１１】
押出機スクリュー（１２）が駆動ギア（２２，２２２）の領域内に延伸する延長部（１４）を備えることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の押出機。
【請求項１２】
延長部（１４）は従動ギア（３２）まで延在することを特徴とする請求項１１記載の押出機。
【請求項１３】
押出機ケース部材（１１）内に２本の押出機スクリュー（１２）を互いに平行に配置し、材料流と同時に容積ギアポンプ（２０）に作用させることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の押出機。
【請求項１４】
２本の押出機スクリュー（１２）を容積ギアポンプ（２０）の方向に向かって収束するように押出機ケース部材（１１）内に配置し、材料流と同時に容積ギアポンプ（２０）に作用させることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の押出機。
【請求項１５】
両方の押出機スクリュー（１２）に対して駆動ギアと噛合している１つあるいは２つの従動ギアピニオンが偏心的に配置されることを特徴とする請求項１３または１４記載の押出機。
【請求項１６】
少なくとも１つの前記従動ギアピニオンが直接あるいは中間ギアを介して１つあるいは両方の押出機スクリュー（１２）によって駆動され、また駆動平歯車と噛合していることを特徴とする請求項１５記載の押出機。
【請求項１７】
容積ギアポンプ（２０）のケース部材（２１）が押出機ケース部材（１１）内に統合されていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、押出機スクリューを備えていてその推進方向下流に少なくとも１つの駆動ギアと少なくとも１つの容積移送ギア（従動ギア）を有する容積ポンプが接続している、特に熱可塑性溶融剤および天然あるいは合成ゴム等の粘性材料用の押出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の押出機においては、押出機スクリューの推進方向下流側に一般的に２つのロータを有するギアポンプを配置することが知られている。ギアポンプは独立した駆動機構を必要とするとともに押出機スクリューのケース部材にフランジ付けされ、従って両方のケース部材間に構造的な制約が生じる可能性がある。
【０００３】
ギアポンプは高い圧力勾配を形成するために適している。これはギア空洞部が閉鎖空間を形成することによって容積推進原理で操作する。吐出量は抵抗力と略無関係で回転数に比例するものとなる。ギアポンプはスクリュー形状によって生成された圧力拍動を１０倍までの単位で緩衝および均一化し、その結果重量および寸法の許容性を比較的に改善することができる。加えてギアポンプの効率は著しく良好なものであり、従って推進する材料が低い温度を有するものとすることができる。
【０００４】
既知の押出機構成において、ギアポンプは一種の遊星ギアの形式に形成され、太陽ギア、外輪ギア、遊星キャリア、および全ての遊星ギアの軸が互いに平行であるとともに押出機スクリューの軸に対して平行に配置される。
【０００５】
しかしながら、遊星ギアには流入口と通流迂回路のために注入圧力が比較的高くなるという問題点が有る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、ギアポンプの充填圧力を低下させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するために本発明によれば、駆動ギアの軸が押出機スクリューの軸に対して実質的に垂直に延在し、従動ギアの軸が実質的に押出機スクリューの軸と同方向に延在するように配置される。
【０００８】
それによって、従来の遊星ギアポンプに比べて注入圧力が著しく低くなることに加えて、各遊星ギアに対して割り当てられた通流路が不要となり、その結果スクリュー式押出機によって必要とされる圧力低下が小さくなり、従って粘性材料の過熱が少なくなるという利点が得られる。
【０００９】
本発明の別の特徴によれば、ギアポンプのケース部材が押出機スクリューのケース部材に統合され、それによっても流入口が無くなり、従って発熱がさらに少なくなるとともに、さらにエネルギー拡散が少なくなる。
【００１０】
本発明のさらに別の特徴によれば、駆動ギアと従動ギアを互いに噛合する傘歯車として形成することによって均一な容積流が達成される。
【００１１】
スクリュー式押出機はその内部摩擦によって推進するとともに、その押出機スクリューに沿って推進流を形成する。推進力に加えて圧力勾配を形成する必要がある場合、反対方向に作用する圧力容積流が容積推進流に重ね合わされる。そのことがより高い散逸加熱につながり、また効果的に推進可能な材料流の低下に通じる。それに対して、容積ギアポンプは容積式推進装置であり、従って推進速度の対抗圧力への依存が著しく小さくなる。本発明の解決方式によれば比較的圧力に無関係に推進することが可能となり、その際本発明に従って形成された容積ギアポンプによってより低い材料温度を達成することができる。
【００１２】
駆動ギアを平歯車として形成し、従動ギアを傘歯車として形成することができる。他方、従動ギアを平歯車として形成し、駆動ギアを傘歯車として形成することもできる。
【００１３】
いずれの場合も、従動ギアの軸が駆動ギアの軸に対して垂直になるように配置する。
【００１４】
ゴム混合物等の弾力性材料の推進態様は多様なパラメータに大きく依存する。材料の粘性の存在によって容積ギアポンプが押出機スクリューよりも強力に推進する場合、移行領域に減圧が発生する。そのことが気泡形成につながり、推進された材料の品質が所要のレベルに到達しない可能性がある。このことを防止するために押出機スクリューの推進速度を高めることができるが、その場合例えば低粘性の混合物に対しては移行領域に過剰圧力が生じ、それによって構造に負担がかかるとともに材料温度が不要に上昇する。
【００１５】
多様な混合物に対してポンプ内への注入圧力を最適に形成するため、本発明の別の特徴によれば、従動ギアが押出機スクリューから独立した駆動機構を備えている。
【００１６】
従って本発明の解決方式は、例えば合成ゴム混合物および天然ゴムからなる混合物等のように異なった材料を使用する場合でも、簡便な手段によって押出物の品質を一定に保持するものである。
【００１７】
押出機の粘性材料が比較的限られた粘度範囲内で加工されるものであって構造を簡略化すべきである場合、本発明の別の特徴によれば、従動ギアと押出機スクリューを圧力ばめ式に結合することも可能である。それによって従動ギアおよび／または駆動ギアのための独立した駆動機構が不要となる。
【００１８】
他方、駆動ギアが駆動機構を備えることもできる。前記の駆動ギアと反対側の押出機スクリュー側部に同様に従動ギアと噛合している別の駆動ギアを配置することによって、容積ギアポンプによるさらに大きな推進容量を達成することができる。他方、押出機スクリューの周囲にそれぞれ１つあるいは複数の従動ギアによって駆動可能な複数の駆動ギアを配置することもできる。
【００１９】
容積ギアポンプの推進容量を増大させる別の可能性は、本発明の別の特徴に従って押出機スクリューが駆動ギアの領域内に延伸する延長部を備えていて、材料流が押出ノズルに向かって誘導される２つの噛合する従動ギア領域の間の従動ギア空洞部を充満させることからなる。
【００２０】
前記の延長部は従動ギアまで延在していてそれと圧力ばめ式に結合することができる。
【００２１】
また、完全に閉鎖された容積ギアポンプのケース部材内において同軸の孔部内で押出機スクリューを貫通して延在する従動ギアを軸のみによって駆動することも可能である。
【００２２】
添付図面には本発明の実施例が示されており、それについては以下の記述において詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１には、従来の構造形式の押出機スクリュー１２を収容するための押出機ケース部材１１を備えたスクリュー式押出機１０の縦断面図が示されている。
【００２４】
概略的に図示されているが、押出機ケース部材１１にケース部材２１内に配置された容積ギアポンプ２０が接続している。
【００２５】
ケース部材２１の内部には軸２３周りで回転可能に取り付けられた駆動ギア２２が配置されている。
【００２６】
図示された実施例において押出機スクリュー１２の軸１３と同軸に配置された従動ギア３２が駆動ギア２２と噛合している。図示された実施例においては従動ギア３２がスクリュー１２から独立して回転可能であり、この際従動ギア３２の軸３３は従動ギア駆動機構３４を有するシャフトとして形成されている。
【００２７】
図１に示されている実施例において、押出機スクリュー１２はケース部材２１内で容積ギアポンプ２０に到達している。
【００２８】
この方式によって、比較的大きな露出断面を有していて駆動ギア２２の均一な動作を可能にする、スクリュー式押出機１０から容積ギアポンプ２０への移行領域１５が形成されている。
【００２９】
図１および図２に示されているように、好適な実施例においてギアポンプ２０のケース部材２１は押出機スクリュー１２のケース部材２１内に統合されており、それによって両方のケース部材部分間の移行領域上の構造的な制約が無くなる。
【００３０】
駆動ギア２２の軸２３は押出機スクリュー１２の軸１３に対して実質的に垂直に配置されている。図１に示されている実施例においては軸１３と軸２３の間に正確な直角が形成されている。
【００３１】
駆動ギア２２が従動ギア３２と噛合することによって、従動領域から押出ノズル２５に粘性材料が誘導される。
【００３２】
図１に示された実施例においては、駆動ギア２２とは反対の押出機スクリュー１２の側部に同様に従動ギア３２と噛合する別の駆動ギア２２２が配置されている。押出機スクリュー１２の周囲に、従動ギア３２と噛合する駆動ギア２２，２２２を複数配置することもできる。駆動ギア２２，２２２が従動ギア３２と噛合している各従動領域から、容積ギアポンプ２０のケース部材２１内部あるいは外部の図示されていない流路を介して押出ノズル２５に粘性材料が供給される。
【００３３】
図２に示されている実施例においては、押出機スクリュー１２が駆動ギア２２，２２の領域内に延伸している延長部１４を備えている。
【００３４】
この実施例においてこの押出機スクリュー１２の延長部１４は縮小された断面を有していて、容積ギアポンプ２０のケース部材２１の内部で前記延長部１４と駆動ギア２２，２２２の間に設けられている壁部２６によって被包されている。
【００３５】
前記延長部１４は従動ギア３２まで延在することができ、従動ギア３２はその領域で押出機スクリュー１２と圧力ばめ式に結合することができる。
【００３６】
図１および図２に示された実施例において、駆動ギア２２，２２２を平歯車として形成し、従動ギア３２を傘歯車として形成することが可能である。
【００３７】
他方、従動ギア３２を平歯車として形成し、駆動ギア２２，２２２を傘歯車として形成することもできる。いずれの場合も、従動ギア３２の軸が駆動ギア２２，２２２の軸に対して垂直に配置されている。
【００３８】
従動ギア３２の軸３３は駆動ギア２２の軸２３に対して鋭角に配置することもできる。
【００３９】
同様に、駆動ギア２２，２２２および従動ギア３２をはすば歯車として形成することもできる。
【００４０】
さらに、従動ギア３２をウォームとして形成し、駆動ギア２２，２２２をウォーム歯車として形成することもできる。
【００４１】
駆動ギア２２，２２２のうちの少なくとも１つが独立した外側からの駆動機構を備えることができる。
【００４２】
いずれの場合も、例えば粘性材料を変更する際の保守作業は大きな手間をかけずにまた従来のギアポンプに比べて容易に実施することができる。
【００４３】
押出機ケース部材１１内に２本の押出機スクリュー１２を互いに平行に配置し、材料流と同時に容積ギアポンプ２０に作用させることができる。
【００４４】
両方の押出機スクリュー１２は容積ギアポンプ２０の方向に向かって収束するように配置することもできる。
【００４５】
また、１つあるいは２つの従動ギアピニオンが駆動平歯車と偏心的に噛合することもできる。そのうちの少なくとも１つは、直接あるいは中間ギアを介して押出機スクリューによって駆動させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る押出機を示した縦断面図である。
【図２】本発明に係る押出機の別の実施例を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
＋１０  スクリュー式押出機
１１  押出機ケース部材
１２  押出機スクリュー
１３  押出機スクリュー軸
１４  延長部
１５  移行領域
２０  容積ギアポンプ
２１  容積ギアポンプケース部材
２２，２２２  駆動ギア
２３  駆動ギア軸
２５  押出ノズル
２６  壁部材
３２  従動ギア
３３  従動ギア軸
３４  従動ギア駆動機構
【図１】
0005435880.tif 000002
【図２】
0005435880.tif 000003