專利名稱：擠出機(jī)/齒輪泵組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合。
背景技術(shù)：
早就已知由齒輪泵與擠出機(jī)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。在擠出機(jī)后設(shè)置齒輪泵的情況下能夠通過齒輪泵建立起一個(gè)相當(dāng)高的供給壓力。對(duì)此由美國(guó)專利4,642,040已知的解決方案作為一個(gè)示例。在這個(gè)解決方案中，所述擠出機(jī)螺桿連接到一個(gè)外部的軸上，它與一個(gè)變速減速器連接。通過一個(gè)專門的減速器能夠驅(qū)動(dòng)齒輪泵，其中在這個(gè)解決方案中在擠出機(jī)排出側(cè)設(shè)置一個(gè)傾斜的通道，它能夠給齒輪泵供料。這個(gè)在那里的圖6中示出的解決方案是相當(dāng)耗費(fèi)的；擠出機(jī)螺桿與齒輪泵之間的通道必要時(shí)需要附加地加熱。
在由上述文獻(xiàn)已知的解決方案的另一實(shí)施例中，所述齒輪泵通過一個(gè)特殊的軸結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，其中所述驅(qū)動(dòng)從擠出機(jī)螺桿的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)分出。在這里需要通過子驅(qū)動(dòng)裝置多次轉(zhuǎn)向并且附加地使用一個(gè)變速減速器，其中該專利文獻(xiàn)已經(jīng)含蓄地表示，那里的具有不同的而且特別是長(zhǎng)的外部軸的結(jié)構(gòu)是不利的。
已知不同的嘗試，用于改善這個(gè)解決方案。例如由EP-A1-508 285已知由一個(gè)擠出機(jī)與一個(gè)齒輪泵的另一種組合。這種結(jié)構(gòu)特別注意齒輪泵的結(jié)構(gòu)并為該齒輪泵設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置。在此不利的是，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置必須以特殊的方式相互同步，以達(dá)到所期望的壓力比。
此外在DE-A1 100 49 730中建議一種具有一個(gè)齒輪泵的擠出機(jī)的組合，在該組合中所述齒輪泵直接法蘭連接到擠出機(jī)螺桿上。這個(gè)解決方案避免長(zhǎng)的通流路徑，并且是緊湊且不易受干擾的。但是希望在高壓區(qū)、即齒輪泵的排出側(cè)獲得更好的密封，其中這個(gè)解決方案還存在嚴(yán)重的缺陷，即齒輪泵的轉(zhuǎn)速與擠出機(jī)螺桿的轉(zhuǎn)速耦聯(lián)。但是對(duì)于不同的橡膠和熱塑性塑料混合物要求不同的相對(duì)轉(zhuǎn)速，使得這個(gè)解決方案僅適用于一種或與其相同形式的橡膠或熱塑性塑料混合物。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，創(chuàng)造一種如權(quán)利要求1前序部分所述的由一個(gè)擠出機(jī)與一個(gè)齒輪泵構(gòu)成的組合，它避免長(zhǎng)流動(dòng)路徑的缺陷，其中仍然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)運(yùn)行點(diǎn)的調(diào)節(jié)，而無需多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。
按照本發(fā)明這個(gè)目的通過權(quán)利要求1得以實(shí)現(xiàn)。有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)由從屬權(quán)利要求給出。
如果正好將擠出機(jī)用于混合目的并為此例如具有輸送區(qū)，則擠出機(jī)通常具有相當(dāng)長(zhǎng)的長(zhǎng)度。一個(gè)為此所確定的擠出機(jī)螺桿不再自由支承，而是在擠出機(jī)外殼中運(yùn)轉(zhuǎn)。為了改善攪拌效率有利的是，對(duì)于擠出機(jī)螺桿在其外圓周上選擇一個(gè)相對(duì)較大的直徑。由此隨之而來的是擠出機(jī)螺桿芯部直徑的加大。為了在螺桿外殼里面保持小的磨削作用，空心擠出機(jī)螺桿是有利的。
這種擠出機(jī)螺桿具有相對(duì)較輕重量和良好剛性的優(yōu)點(diǎn)，因此擠出機(jī)螺桿與擠出機(jī)外殼之間的磨損更小。
一個(gè)在此方面有利構(gòu)成的擠出機(jī)螺桿能夠按照本發(fā)明以非常有利的方式應(yīng)用由空心軸構(gòu)成的擠出機(jī)螺桿用于容納齒輪泵的一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸。通過這個(gè)特別簡(jiǎn)單的措施能夠?qū)崿F(xiàn)許多優(yōu)點(diǎn)。
首先省去空心軸在其端部上的一個(gè)單獨(dú)的密封。通過齒輪泵可以使擠出機(jī)螺桿在端部支承，因此由螺桿外殼與擠出機(jī)螺桿之間的摩擦引起的磨損特別微小。
通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)空心軸，使撓曲傾向在相當(dāng)長(zhǎng)的擠出機(jī)中也極大地減小。按照本發(fā)明特別有利的是，所述齒輪泵盡管集成在擠出機(jī)螺桿中也是可以調(diào)節(jié)的，其中特別有利的是，通過行星齒輪架與擠出機(jī)螺桿的自動(dòng)同步可以僅僅調(diào)節(jié)相對(duì)轉(zhuǎn)速并由此可以調(diào)節(jié)相對(duì)輸送率。由此在擠出機(jī)和與此相關(guān)的主驅(qū)動(dòng)裝置向下移動(dòng)時(shí)使行星齒輪泵也自動(dòng)地向下調(diào)節(jié)，因此使調(diào)節(jié)簡(jiǎn)化。
為此特別有利的是，如果在齒輪泵驅(qū)動(dòng)軸與一個(gè)中間軸之間設(shè)置一個(gè)前置行星齒輪減速器，其內(nèi)齒輪在內(nèi)部由擠出機(jī)螺桿形成。因此也能夠最佳地輸送不同的復(fù)合物和熱塑性塑料混合物，而不必?fù)?dān)心材料損傷。
此外按照本發(fā)明特別有利的是，盡管為了提供相對(duì)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)性而使用一個(gè)內(nèi)置的減速器，也僅需要一個(gè)唯一的密封，以使減速器免受彈性體物質(zhì)的損害。此外這個(gè)密封位于在齒輪泵的入口側(cè)，即不在高壓區(qū)，因此它比在高壓區(qū)的密封承受更小的負(fù)荷。此外實(shí)際上該密封位于行星齒輪泵的吸入端區(qū)域中，這將進(jìn)一步減小密封的負(fù)荷。
通過在靠近行星齒輪泵的外圓周處設(shè)置進(jìn)料口和排出口，在材料剪應(yīng)力不過高的情況下同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)有利的輸送率，并且使從齒輪泵排出的材料能夠通過一個(gè)排出錐流動(dòng)有利地排出。


由下面借助于附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的描述得出其它優(yōu)點(diǎn)、細(xì)節(jié)和特征。附圖中圖1示出按照本發(fā)明的擠出機(jī)/齒輪泵組合的實(shí)施例的一部分，圖2示出圖1中實(shí)施例的齒輪泵部分的截面圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中所示的擠出機(jī)/齒輪泵組合10具有一個(gè)擠出機(jī)12和一個(gè)行星齒輪泵14。該擠出機(jī)12和齒輪泵14安裝在一個(gè)共同的外殼16里面。所述擠出機(jī)具有一個(gè)空心的擠出機(jī)螺桿20，它以公知的方式設(shè)有一個(gè)擠出機(jī)螺旋線22，該擠出機(jī)螺旋線在一個(gè)螺桿芯部24上延伸。
所述螺桿芯部24朝向行星齒輪泵14的方向擴(kuò)大。螺桿槽28的深度26基本保持不變，因此擠出螺旋線22在其外圓周上相應(yīng)同樣錐形地延伸。所述外殼16在那里具有一個(gè)相應(yīng)的內(nèi)錐，在該外殼中所述擠出機(jī)螺桿20以公知的方式基本上無縫隙地導(dǎo)引。
齒輪泵14在出口側(cè)連接到所述擠出機(jī)螺桿20上。該齒輪泵14具有一個(gè)第一行星齒輪架圓盤54、56和一個(gè)第二行星齒輪架圓盤50，它們共同構(gòu)成行星齒輪架34。所述第一行星齒輪架圓盤54、56具有多個(gè)進(jìn)入空隙，在圖1中示出從裝置這邊的其中一個(gè)進(jìn)入空隙36。所述第二行星齒輪架圓盤50相應(yīng)地具有多個(gè)排出空隙，在圖1中示出從裝置這邊的其中一個(gè)排出空隙38。
所述第一行星齒輪架圓盤由一個(gè)遮蓋壁30遮蓋，該行星齒輪架圓盤的外部區(qū)域由附圖標(biāo)記56表示而其內(nèi)部區(qū)域由附圖標(biāo)記54表示。所述遮蓋壁30密封行星齒輪40、42的端面，它們穿過第一行星齒輪架圓盤54、56并支承在它們中。此外設(shè)有一個(gè)第二遮蓋壁32，它在排出側(cè)遮蓋后面的第二行星齒輪架圓盤50。在所述遮蓋壁30和32中分別設(shè)置有一些空隙，它們對(duì)應(yīng)于進(jìn)入空隙36和排出空隙38。
從擠出機(jī)螺桿方向看，在第一遮蓋壁30的俯視圖中，所述進(jìn)入空隙設(shè)置在兩個(gè)相鄰的行星齒輪之間，其中在圖1中示出行星齒輪40和42。
所述行星齒輪均勻且圓形地分布。傾斜壁在所述行星齒輪間延伸，該傾斜壁在圖1中不能看到。材料輸送以在DE-OS 100 49 730中所述的方式實(shí)現(xiàn)，可以參閱其全部?jī)?nèi)容。
所述行星齒輪具有一個(gè)斜齒部44。在圖1中不同地示出行星齒輪40的斜齒部與行星齒輪42的斜齒部44。這由于在視圖中的不同旋轉(zhuǎn)角度而產(chǎn)生，它一方面在側(cè)面另一方面在中間與相關(guān)的齒相交。
所述斜齒部這樣保持，使它們與一個(gè)固定在外殼上的內(nèi)齒輪48嚙合，該內(nèi)齒輪相應(yīng)地也具有一斜齒部。
通過按照本發(fā)明的方案能夠使齒輪泵橫截面積的一個(gè)特別大的部分被行星齒輪填滿，因此使按照本發(fā)明的齒輪泵特別壓力穩(wěn)定地運(yùn)行。
每一個(gè)行星齒輪架圓盤50、54和56在斜齒部44側(cè)面以由圖1中可看到的方式延伸，其中所述行星齒輪架圓盤也相應(yīng)地設(shè)有內(nèi)齒部。
所述第一行星齒輪架圓盤56具有一個(gè)外徑，它略小于行星齒輪架圓盤50的外徑并等于擠出機(jī)螺桿在其齒輪泵側(cè)端部上的外徑。
按照本發(fā)明的行星齒輪泵的驅(qū)動(dòng)通過行星齒輪架34的一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。所述遮蓋壁30和32同樣設(shè)有一個(gè)內(nèi)齒部。不僅這些內(nèi)齒部而且行星齒輪架圓盤50、54和56的內(nèi)齒部以及設(shè)置在其間的間隔體60的內(nèi)齒部都形鎖合驅(qū)動(dòng)地套裝在一個(gè)中間軸62的外齒部上，該中間軸按照本發(fā)明與一個(gè)齒輪泵軸44抗扭轉(zhuǎn)地連接，如同下面所述的那樣。
所述中間軸62在擠出機(jī)螺桿20中通過一個(gè)向心球軸承70支承。通過兩個(gè)推力球軸承72和74附加地實(shí)現(xiàn)空心擠出機(jī)螺桿20在其齒輪泵側(cè)的端部上分別支承在空心擠出機(jī)螺桿20的一個(gè)相應(yīng)擴(kuò)口80中的軸肩上。一個(gè)排出錐82在端部旋到中間軸62上并相對(duì)于遮蓋壁32支承。一個(gè)密封環(huán)84嵌入在擠出機(jī)螺桿20的端面上并在徑向方向上相對(duì)于遮蓋壁30密封以防止材料進(jìn)入到中間軸62的區(qū)域中。
所述中間軸62同時(shí)形成一個(gè)用于一個(gè)行星齒輪減速器86的行星支架，其太陽(yáng)輪與齒輪泵軸64連接。所述行星齒輪減速器86的內(nèi)齒輪由擠出機(jī)螺桿20的擴(kuò)口80的內(nèi)齒部構(gòu)成。不言而喻，以公知的方式通過選擇行星齒輪減速器86的行星齒輪和太陽(yáng)輪的直徑可以調(diào)節(jié)減速比。
所述齒輪泵軸64通過另一向心球軸承88支承在空心的擠出機(jī)螺桿20中。
通過這種結(jié)構(gòu)能夠使所述齒輪泵14通過空心的擠出機(jī)螺桿20驅(qū)動(dòng)。盡管齒輪泵軸64與擠出機(jī)螺桿20之間的相對(duì)速度是零，所述齒輪泵14仍然通過其齒輪泵支架34被驅(qū)動(dòng)。通過齒輪泵軸64相對(duì)于擠出機(jī)螺桿20驅(qū)動(dòng)的超前或滯后，能夠調(diào)節(jié)齒輪泵14相對(duì)于擠出機(jī)螺桿20的相對(duì)轉(zhuǎn)速并在寬廣的范圍中適配于需求，即待輸送的材料。
在圖2中以截面圖示出所述齒輪泵?？梢郧宄乜闯鲩g隔體60的形狀，其中在這里所示的方案用于四個(gè)行星齒輪。當(dāng)所述行星齒輪40和42通過行星齒輪架34導(dǎo)引地旋轉(zhuǎn)時(shí)，則使它們?cè)趦?nèi)齒輪48上滾動(dòng)。所述行星齒輪架34的旋轉(zhuǎn)方向與間隔體60的旋轉(zhuǎn)方向相一致，它們兩者通過相應(yīng)的嚙合與中間軸62連接。這通過箭頭90表示。所述行星齒輪以公知的方式沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。所述間隔體60在其構(gòu)成傾斜壁92的外圓周上具有一個(gè)切向的延伸段，該延伸段為內(nèi)齒輪48齒寬的一倍半。由此能夠可靠地防止在外部在間隔體60上溢流。
按照本發(fā)明的擠出機(jī)/齒輪泵組合10的驅(qū)動(dòng)這樣實(shí)現(xiàn)，首先預(yù)選齒輪泵軸64與擠出機(jī)螺桿20之間的轉(zhuǎn)速比。通過一個(gè)可相應(yīng)變化的、無級(jí)減速器能夠調(diào)節(jié)這個(gè)轉(zhuǎn)速比，而無需兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。根據(jù)材料進(jìn)行調(diào)節(jié)。在啟動(dòng)時(shí)所述擠出機(jī)螺桿和齒輪泵已經(jīng)以期望的轉(zhuǎn)速比運(yùn)轉(zhuǎn)。該擠出機(jī)12在進(jìn)入口36處建立一個(gè)入口壓力。由齒輪泵14經(jīng)過中間軸62的驅(qū)動(dòng)通過傾斜壁的運(yùn)動(dòng)將材料輸送到排出口38。
所述材料在螺紋相互不嚙合的行星齒輪之間穿過其外部區(qū)域、但是以相同的方式也穿過其內(nèi)部區(qū)域，其中通過按照本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)際上完全避免出現(xiàn)回流。
在按照本發(fā)明的組合裝置的出口側(cè)，所輸送的材料具有一個(gè)高的輸送壓力，其中不言而喻，出口區(qū)可以以任意適合的方式構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種擠出機(jī)/齒輪泵組合，具有一個(gè)擠出機(jī)螺桿和連接到該擠出機(jī)螺桿上的齒輪泵，其特征在于，在空心的擠出機(jī)螺桿(20)中支承一個(gè)齒輪泵軸(64)，通過該齒輪泵軸可以調(diào)節(jié)擠出機(jī)螺桿(20)與齒輪泵(14)的相對(duì)速度。
2.如權(quán)利要求1所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)由行星齒輪泵構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述軸是齒輪泵軸(64)，該齒輪泵軸與行星齒輪架(50，52，54、56)抗扭轉(zhuǎn)地連接。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，一個(gè)在擠出機(jī)螺桿(20)中運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪泵軸(64)與齒輪泵(14)處于傳動(dòng)連接，其中尤其是擠出機(jī)螺桿(20)形成或具有一個(gè)行星齒輪減速器(86)的內(nèi)齒輪。
5.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述擠出機(jī)螺桿(20)的芯部(24)的直徑向著齒輪泵(14)的方向加大，并且該擠出機(jī)螺桿向著齒輪泵(14)的方向擴(kuò)大。
6.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述擠出機(jī)螺桿(20)的一個(gè)內(nèi)部擴(kuò)口(80)容納一個(gè)在齒輪泵軸(64)與齒輪泵(14)之間的減速器(86)。
7.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)的行星齒輪架(34)具有一個(gè)第一行星齒輪架圓盤(56，54)和一個(gè)第二行星齒輪架圓盤(50)，行星齒輪(40、42)在它們之間延伸并在其中支承，其中第一行星齒輪架圓盤(56，54)具有進(jìn)入空隙(36)而第二行星齒輪架圓盤(50)具有排出空隙(38)。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述第一行星齒輪架圓盤(56，54)被一個(gè)第一遮蓋壁(30)遮蓋，它向著擠出機(jī)延伸并與行星齒輪架圓盤一起旋轉(zhuǎn)以及具有對(duì)應(yīng)于進(jìn)入空隙(36)的空隙，以及設(shè)置一個(gè)第二遮蓋壁(32)，該遮蓋壁遮蓋第二行星齒輪架圓盤(50)并與其一起旋轉(zhuǎn)以及具有對(duì)應(yīng)于排出空隙(38)的空隙。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，在所述行星齒輪架(34)的第一行星齒輪架圓盤(54)與第二行星齒輪架圓盤(50)之間延伸一些傾斜壁(92)，其取向與擠出機(jī)螺桿(20)的螺旋方向相反。
10.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)具有一斜齒部(44)。
11.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述傾斜壁(92)與斜齒部(44)的傾斜位置角基本相同并且尤其為5°至25°之間。
12.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)的行星齒輪架(34)與一個(gè)中間軸(62)抗扭轉(zhuǎn)地連接，該中間軸與齒輪泵軸(64)處于傳動(dòng)連接。
13.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，以擠出機(jī)螺桿(20)的齒輪泵側(cè)的端部為基準(zhǔn)，所述擠出機(jī)螺桿(14)的芯部直徑基本等于由行星齒輪(40、42)的軸線運(yùn)動(dòng)所建立的軸線圓或者略大于這個(gè)軸線圓。
14.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述進(jìn)入空隙(36)和排出空隙(38)在齒輪泵(14)的第一行星齒輪架圓盤(54、56)和第二行星齒輪架圓盤(50)中、在圓盤的徑向外部三分之一、尤其是徑向外部四分之一中延伸，并且尤其是擠出機(jī)芯部直徑與空隙(36，38)的徑向內(nèi)部的端部平齊。
15.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵外殼(16)在行星齒輪(40、42)的嚙合區(qū)域中構(gòu)成為內(nèi)齒輪(46)。
16.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的擠出機(jī)/齒輪泵組合，其特征在于，一個(gè)間隔體(60)在各行星齒輪之間延伸，該間隔體包圍中間軸(62)并與中間軸抗扭轉(zhuǎn)地連接，并且該間隔體尤其形成傾斜壁(92)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種擠出機(jī)/齒輪泵組合，具有一個(gè)擠出機(jī)螺桿和連接到這個(gè)擠出機(jī)螺桿上的齒輪泵。按照本發(fā)明通過在空心的擠出機(jī)螺桿(20)中支承的一個(gè)齒輪泵軸(64)可以調(diào)節(jié)擠出機(jī)螺桿(20)與齒輪泵(14)的相對(duì)速度。
文檔編號(hào)F04C2/14GK1681637SQ03821778
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2003年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者F·W·菲舍爾, U·賴因哈德 申請(qǐng)人:貝斯托夫有限公司