(57)【要約】【課題】より高い運転確実性を伴う、２軸スクリュー押出機のための駆動装置を提供する。【解決手段】２軸スクリュー押出機のための駆動装置であって、モータ１６，３０のための少なくとも１つの駆動装置入力部と、少なくとも１つの伝動装置段と、２軸押出機の第１のスクリュー軸２を駆動するための第１の出力軸６０と、該第１の出力軸６０から、第２のスクリュー軸４を駆動するための第２の出力軸８４へ出力を分岐させるための少なくとも２つの分岐軸６２，６４とが設けられている形式のものにおいて、当該駆動装置の、回転する部材が、滑り軸受１０１内に支承されているようにした。【選択図】図１
2006116959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２軸スクリュー押出機のための駆動装置であって、モータ（１６，３０）のための少なくとも１つの駆動装置入力部と、少なくとも１つの伝動装置段と、２軸押出機の第１のスクリュー軸（２）を駆動するための第１の出力軸（６０）と、該第１の出力軸（６０）から、第２のスクリュー軸（４）を駆動するための第２の出力軸（８４）へ出力を分岐させるための少なくとも２つの分岐軸（６２，６４）とが設けられている形式のものにおいて、
当該駆動装置の、回転する部材が、滑り軸受（１０１）内に支承されていることを特徴とする２軸スクリュー押出機のための駆動装置。
【請求項２】
前記伝動装置段が、少なくとも１つの遊星段を備えた遊星伝動装置として構成されている請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記遊星伝動装置段（１２，１４）のうちの少なくとも１つに、別の駆動装置入力部が設けられており、該駆動装置入力部に別のモータ（１６，３０）が連結可能である請求項２記載の駆動装置。
【請求項４】
前記別のモータ（１６，３０）がその出力及び／又は回転数に関して調整可能である請求項３記載の駆動装置。
【請求項５】
前記伝動装置段が円筒歯車伝動装置として構成されている請求項１記載の駆動装置。
【請求項６】
円筒歯車伝動装置が、種々異なる増速段／減速段に切換え可能である請求項５記載の駆動装置。
【請求項７】
少なくとも１つのモータ（１６，３０）と駆動装置入力部との間に、円筒歯車伝動装置段及び／又は遊星伝動装置段が配置されている請求項１から６までのいずれか１項記載の駆動装置。
【請求項８】
緩速回転する軸の滑り軸受（１０１）が、流体静力学的に支援されている請求項１から７までのいずれか１項記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の前提部に記載した形式の、２軸スクリュー押出機のための駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック又は他の材料を押出し加工するための押出機は、その押出機軸のための決めて高い駆動出力を必要とする。押出機軸は、一般に、その形状とは無関係にスクリュー軸と呼ばれる。このスクリュー軸は、実施形態に応じて、同じ回転方向又は逆の回転方向に回転することができる。２軸スクリュー押出機（Doppelschneckenextruder）の伝動装置のために、いわゆる出力分配伝動装置を使用することが公知であり、この場合、個々の伝動部材があまりにも大きくなることのないように、駆動出力は、複数の出力分岐部に分配されるようになっている。このような駆動装置の軸は転がり軸受内に軸受されている。特許文献１によれば、出力分配伝動装置を備えた２軸スクリュー押出機のための前記のような伝動装置が公知である。
【０００３】
転がり軸受は寿命が制限されていて、さらに時折、見込まれた寿命前に早期に故障してしまう。計画外の停止状態によって、多大な投資にも拘わらず著しい経済上の損失が生じてしまう。
【特許文献１】独国特許第１９７３６５４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、より高い運転確実性を伴う、２軸スクリュー押出機のための駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、独立請求項の特徴部に記載の構成によって解決される。
【発明の効果】
【０００６】
伝動軸の、本発明による滑り軸受装置によって、計算上寿命の制限されていない、摩耗の無い軸受装置が有利に得られる。
【０００７】
本発明に従って滑り軸受された軸は、より大きい寸法を備えて、制約的な回転数制限装置なしに有利に運転することもできる。
【０００８】
負荷下で又はより低い回転数で始動するために、流体静力学的な支援装置を特別に設けることができる。
【０００９】
以下に、本発明を図面に関連付けながら有利な実施形態に基づき例示的に説明する。図面には種々異なる縮尺で本発明の実施形態を示してある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面に例示的に示した押出機・駆動装置は、２軸スクリュー押出機を駆動するために用いられる。この２軸スクリュー押出機については、互いに平行に配置された両スクリュー軸２，４しか図示していない。両スクリュー軸２，４は同じ回転方向６で駆動されるようになっている。押出機・駆動装置は、遊星伝動装置８と、該遊星伝動装置８に後置された出力分配伝動装置１０とを有している。遊星伝動装置８は、有利には、軸方向に相前後して配置された２つの遊星伝動装置段１２，１４を有している。電気的なメインモータ１６が、有利には、トルク・安全連結部１８と両歯車１９，２０を備えた１段式円筒歯車伝動装置と歯連結部２１とを介して、この順序において、第１の遊星伝動装置段の太陽歯車２２に駆動結合されている。変化実施形態によれば、図１に波線で示してあって参照符号１６´を備えているようなモータが、太陽歯車２２に対して軸方向に配置されていてよく、１段式円筒歯車伝動装置１９，２０なしに前記太陽歯車２２に駆動結合されていてよい。太陽歯車２２は、第２の歯車２５の軸２５の外側の自由端部に配置されているブレーキ２４によって、ロックされ得るようになっている。あるいは、前記モータ１６´は、別の遊星伝動装置段を介して太陽歯車２２に結合されていてもよかろう。
【００１１】
その出力に関して及びひいてはその被駆動回転数に関しても無段階に調整可能であって有利にはメインモータ１６よりも小さい出力容量を有している電気的な付加モータ３０が、トルク・安全連結部３２と歯車３４，３５，３６を備えた１段式円筒歯車伝動装置とを介して、第１の遊星伝動装置段１２の、回転可能に配置された内歯車４０の外側歯列３８に駆動結合されていてよい。
【００１２】
付加モータ３０は、段階的に調整可能であってもよいか又は調整装置なしに装備されていてもよい。
【００１３】
第１の遊星伝動装置段１２の、回転可能に配置された遊星キャリアが、遊星歯車４３を支持しており、この遊星歯車４３は、一方では太陽歯車２２の外側歯列に係合していて、他方では内歯車４０の内側歯列４４に係合している。
【００１４】
第１の遊星伝動装置段１２の遊星キャリア４２は、歯連結部４６を介して、第２の遊星伝動装置段１４の、前記歯連結部４６に軸方向で並べて配置された太陽歯車５０に結合されている。第２の遊星伝動装置段１４は、回動不能に配置された内歯車５２と、遊星歯車５６を支持していて回動可能に配置された遊星キャリア５４とを有している。前記遊星歯車５６は、一方では太陽歯車５０の外側歯列に係合していて、他方では内歯車５２の内側歯列に係合している。
【００１５】
第１の遊星伝動装置段１２の内歯車４０は、ブレーキ３３又は戻り遮断装置（Ruecklaufsperre）によってロック可能である。このブレーキ３３又は戻り遮断装置は駆動系において内歯車４０と付加モータ３０との間で、有利には、付加モータ３０によって駆動される第１の歯車３４の軸３７の、外側の自由端部に配置されている。
【００１６】
遊星伝動装置・出力軸６０が、両遊星伝動装置段の太陽歯車及び遊星キャリアに対して軸方向に、かつさらにスクリュー軸２に対して軸方向に配置されている。この遊星伝動装置・出力軸６０は複数部分から形成されていてよいか又は有利には一体的に形成されていてよく、その駆動端部で連結部６２を介して相対回動不能にかつ軸方向定置に（axialfest）、一方のスクリュー軸２に結合されている。
【００１７】
遊星伝動装置・出力軸６０は、第１の遊星伝動装置段１２によって直接に駆動することもできる。この場合、遊星伝動装置８は１つの遊星伝動装置段しか有していない。
【００１８】
前記出力分配伝動装置１０は、遊星伝動装置・出力軸６０に対して平行に配置された２つの（又はこれよりも多くの）分岐軸６２，６４を有している。これらの分岐軸６２，６４の、遊星伝動装置８の近くに位置する端部区分は、それぞれ１つの歯車６３；６５に相対回動不能に結合されている。これらの歯車６３；６５は同じ直径を有していて、同じ歯数を備えた斜歯歯列６６；６７を備えていて、かつ中央の歯車７０の対応する斜歯歯列６８に係合しており、前記中央の歯車７０は、遊星伝動装置・出力軸６０に相対回動不能に配置されている。中央の歯車７０は歯車６３，６５と共に、遊星伝動装置・出力軸６０から分岐軸６２，６４への出力分岐装置を形成している。
【００１９】
分岐軸６２，６４の、遊星伝動装置８からより遠く離れた方の端部区分は、それぞれ１つの歯車７３；７５に相対回動不能に結合されている。これらの歯車７３，７５はそれぞれ同じ直径を有していて、有利には、同じ歯数の斜歯を備えた外側歯付きリング（Aussenzahnkranz）７６，７７を有している。前記歯車７３，７５は歯車８０に係合しており、この歯車８０は、斜歯を備えた対応する外側歯列７８を有していて、第２の出力軸８４に相対回動不能に結合されている。歯車７３，７５，８０は、分岐軸６２，６４の遠方の端部において、両分岐軸６２，６４から押出機・駆動装置の第２の出力軸８４への出力合成装置（Leistungssummierung）を形成している。該第２の出力軸８４は遊星伝動装置・出力軸６０に対して平行にかつ第２のスクリュー軸４に対して軸方向でずらして配置されていて、第２の遊星伝動装置段１４からより遠く離れた方の端部において、連結部８６を介して第２のスクリュー軸４に相対回動不能にかつ軸方向定置に結合されている。
【００２０】
両分岐軸６２，６４及びその歯車は、図１では共通の平面内に示してあるが、実際には、遊星伝動装置・出力軸６０と共通の平面には位置していない。これは両歯車７３，７５が、図１に矢印８２で示しかつ図２に実際に相応して正しく示してあるように、分岐軸６２，６４の遠方の端部において、共通の歯車８０に係合するようにするためである。
【００２１】
このことによって、スクリュー軸２，４の回転方向６は、両出力軸６０，８４の回転方向６にも相当する。
【００２２】
一方のスクリュー軸２の軸方向スラストは、遊星伝動装置・出力軸６０を介してスラスト軸受８８に伝達され、このスラスト軸受８８から伝動装置ケーシング部９０に伝達される。スラスト軸受８８は、前記出力分岐装置６３，６５，７０の駆動歯車（駆動する歯車）７０と、第２の遊星伝動装置段１４の遊星キャリア５４との間に存在する。
【００２３】
第２のスクリュー軸４の軸方向スラストは、第２の出力軸８４を介して第２のスラスト軸受９２に伝達され、該第２のスラスト軸受９２からやはり伝動装置ケーシング部９４に伝達される。第２のスラスト軸受９２は、軸６０，６２，６４と並んで、出力分岐装置の歯車６３，６５，７０と分岐軸６２，６４の出力合成装置の歯車７３，７５，８０との間の中間スペースに存在する。前記スラスト軸受８８，９２の場所は、次のことを考えると、すなわち、１５０００ｋＷを上回る出力と７０００００Ｎｍのトルクとが伝達されることになる伝動装置内では、両出力軸６０，８４間の中央間隔が、例えば、スクリュー軸２，４の、同じ狭さの中央間隔に対応して、３００ｍｍしかとれないことを考えると、特に重要な意味を持つ。
【００２４】
この理由から、出力分配伝動装置１０の斜歯歯列は、次のように選択されている。すなわち、斜歯歯列ゆえに出力分岐装置の被駆動歯車（駆動される歯車）６３，６５から該被駆動歯車６３，６５を駆動する駆動歯車７０に作用する軸方向力Ｆ６３，Ｆ６５は、一方のスクリュー軸２の軸方向スラストと同じ方向に、一方のスラスト軸受８８に向けられているが、斜歯歯列ゆえに出力合成装置の駆動歯車７３，７５から該駆動歯車７３，７５によって駆動される歯車７８に作用する軸方向力Ｆ７３，Ｆ７５は、他方のスクリュー軸４の軸スラスト方向とは逆に向けられていて、ひいては該他方のスクリュー軸４の軸方向力を部分的に補償するように選択されている。これにより、第２の出力軸８４の、前記軸方向力に見舞われる他方のスラスト軸受９２には、遊星伝動装置・出力軸６０に配設若しくは対応配置されたスラスト軸受８８に当該遊星伝動装置・出力軸６０を介して作用する軸方向合力よりも小さい軸方向合力が作用するようになっている。このことによって、第２の出力軸８４のスラスト軸受９２に対しては、一方の遊星伝動装置・出力軸６０の一方のスラスト軸受８８に対するスペースよりもさらに小さいスペースしか提供されていないことが考慮に入れられる。分岐軸６２，６４内では、その歯車６３，７３；６５，７５の軸方向力は互いに相対して向けられているので、これらの軸方向力は相互に相殺され、かつ前記分岐軸６２，６４内ではいかなる軸方向合力も生じなくなる。図３には、歯車６３，６５，７３，７５内に生じる周方向力をそれぞれ符号９６で示してある。これらの歯車６３，６５，７３，７５の斜歯歯列の歯の、斜めの経過は、それぞれ該歯車６３，６５，７３，７５内に斜めに引かれた線で示してあり、この線は、所属の斜歯歯列６６，６７，６８，７６，７７，７８と同じ参照符号で示してある。
【００２５】
遊星伝動装置・出力軸６０のスラスト軸受８８は、図３には概略的にしか示していない。さらに、分岐軸６２，６４と第２の出力軸８４とが、図３では、単に力特性をより理解しやすくするために遊星伝動装置・出力軸６０と同じ平面内に示してあるが、現実には、図２に従って遊星伝動装置・出力軸６０の周囲に分配して配置されていることに注意されたい。
【００２６】
当然のことながら、斜歯歯列の代わりに直歯歯列を設けることもできる。
【００２７】
図１において矢印６で示してあるように、両遊星伝動装置段１２，１４の太陽歯車２２，５０は、スクリュー軸２，４と同じ回転方向に回転させられる。
【００２８】
図１に示した箇所に有利に設けられたトルク・安全連結部１８，３２の配置形式は、操作に必要な圧力空気が当該トルク・安全連結部１８，３２に、該安全連結部１８；３２によってモータ１６；３０に結合されている軸１７；３７の、自由に接近可能な端部から供給され得るという利点を有している。
【００２９】
図１に概略的に示した電子式調整装置１００は、出力及びひいては調整可能な付加モータ３０の回転数をも調節及び調整するために用いられ、かつメインモータ１６及びブレーキ２４，３３を、スクリュー軸２，４の、要求される運転形式に依存して、スイッチオン及びスイッチオフするために用いられる。
【００３０】
本発明の変化実施形態は、とりわけこの実施形態に限定されなくてよいが、メインモータ１６又は１６´が、放出されるその出力及び回転数に関して調整可能なモータ、有利には電気モータであってよい。この事例では、スクリュー軸２，４の回転数はメインモータ１６又は１６´で無段階に又は段階的に調整され得、このことによって、ゼロとメインモータの最高回転数に相当する最高値との間で、例えばゼロ〜１５０ｒ／ｍｉｎ（毎分回転数）又は５０〜１５０ｒ／ｍｉｎの前記範囲内で、任意の値に調節され得る。この変化実施形態で付加モータ３０が調整されないか又は調整不能なモータである場合には、例を挙げれば２００ｒ／ｍｉｎの最大回転数が、両モータがスイッチオンされることによって同じく達成され得る。
【００３１】
例示的に示した駆動装置の最も単純な実施形態は、モータ１６，３０のための駆動装置入力部を備えた遊星伝動装置段と、第１のスクリュー軸２のための第１の出力軸６０と、少なくとも２つの分岐軸６２，６４とから成っている。これらの分岐軸６２，６４は第１の出力軸６０から出力を分岐させ、第２のスクリュー軸４の駆動用の第２の出力軸８４に向けて合成するようになっている。
【００３２】
本発明の核心は、２軸式押出機のための駆動装置の、トルク伝達作用を有するか若しくは回転させられる部材を、滑り軸受内で支承することにある。
【００３３】
図５には、歯車７３の範囲における分岐軸６２の滑り軸受装置を例示的に示してある。歯車７３の両側には滑り軸受１０１が設けられている。この滑り軸受１０１を流体静力学的に支援するために、当該滑り軸受１０１にオイル管路１０３を介して潤滑剤を供給する液圧的な圧力形成器１０２を設けることができる。負荷をかけて又は無負荷で押出機設備を始動する際並びに低い回転数で押出機設備を運転する際に、滑り軸受１０１の流体動力学的な潤滑が純粋な液体摩擦を生ぜしめない所で、流体静力学的な上昇分を接続することが、特別に有利である。
【００３４】
構成に応じてかつ該構成に伴う回転数に応じて、緩速回転する（langsamlaufend）滑り軸受だけを流体静力学的に支援すれば十分に間に合う。これらは、被駆動軸及び／又は分岐軸におけるような、被駆動領域における滑り軸受であると有利である。
【００３５】
トルク伝達作用を有する部材として、遊星キャリア４２，４５、遊星歯車４３，５６、回転可能な内歯車４０、出力軸６０，８４及び分岐軸６２，６４が、本発明に従って滑り軸受１０１内に支承されている。
【００３６】
太陽歯車２２，５０は、有利には、片持ち式に遊星歯車４３，５６間に支承される。実施形態によっては太陽歯車がこのように設けられていない場合には、太陽歯車２２，５０に対しても滑り軸受装置１０１が配置される。モータ１６，３０が円筒歯車伝動装置又は別の遊星伝動装置を介して遊星伝動装置８内に駆動介入する（eintreiben）場合には、これらの伝動軸も滑り軸受される。特別に有利であるのは、駆動モータ１６，３０のモータ軸も滑り軸受内で軸受することである。
【００３７】
別の軸若しくは駆動部材における軸方向力を受容するために、アキシャル滑り軸受又は組み合わされたアキシャル・ラジアル滑り軸受を設けることができる。
【００３８】
別の構成では、遊星伝動装置８は、軸が先述の例に従って滑り軸受内で軸受されている円筒歯車伝動装置によって代替される。単数又は複数の増速段若しくは減速段を設けることができ、必要に応じて流体静力学的な支援装置を設けることができる。種々異なる被駆動回転数を可能にするために、種々異なる増速段若しくは減速段に切換え可能な円筒歯車伝動装置又は回転数調整可能な駆動モータを設けることができる。
【００３９】
被駆動装置は、先述の実施例の場合のように、出力分配伝動装置を介して第２の被駆動軸に分岐させられる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】電気的なメインモータと電気的な付加モータとを備えた、本発明による駆動装置を概略的に示す図である。
【図２】遊星伝動装置・出力軸と該遊星伝動装置・出力軸に対して平行な第２の出力軸とを斜視図的に示す図である。
【図３】図２の伝動装置部分を、力・方向矢印を記載して示す側面図である。
【図４】押出機のスクリュー軸から伝動装置を見た方向で、図１の伝動装置を示す端面図である。
【図５】本発明に従って滑り軸受された軸を示す部分図である。
【符号の説明】
【００４１】
２，４  スクリュー軸
６  回転方向
８  遊星伝動装置
１０  出力分配伝動装置
１２，１４  遊星伝動装置段
１６  メインモータ
１６′  モータ
１７  軸
１８  トルク・安全連結部
１９，２０  歯車
２１  歯連結部
２２  太陽歯車
２４  ブレーキ
２５  第２の歯車の軸
３０  付加モータ
３２  トルク・安全連結部
３３  ブレーキ
３４，３５，３６  歯車
３７  軸
３８  外側歯列
４０  内歯車
４２  遊星キャリア
４３  遊星歯車
４４  内側歯列
４６  歯連結部
５０  太陽歯車
５２  内歯車
５４  遊星キャリア
５６  遊星歯車
６０  遊星伝動装置・出力軸
６２  連結部
６２，６４  分岐軸
６３，６５  歯車
６６，６７，６８  斜歯歯列
７０  歯車
７３，７５  歯車
７６，７７  外側歯付きリング
８０  歯車
８４  出力軸
８６  連結部
８８  スラスト軸受
９０  伝動装置ケーシング部
９２  スラスト軸受
９４  伝動装置ケーシング部
９６  周方向力
１００  調整装置
１０１  滑り軸受
１０２  圧力形成器
１０３  オイル管路
【図１】
2006116959.tif 000003
【図２】
2006116959.tif 000004
【図３】
2006116959.tif 000005
【図４】
2006116959.tif 000006
【図５】
2006116959.tif 000007