專利名稱：擠出機/齒輪泵組合的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1前序部分所述的擠出機/齒輪泵組合。
背景技術：
早就已知由齒輪泵與擠出機構成的結構。在擠出機后設置齒輪泵的情況下能夠通過齒輪泵建立起一個相當高的供給壓力。對此由美國專利4,642,040已知的解決方案作為一個示例。在這個解決方案中，所述擠出機螺桿連接到一個外部的軸上，它與一個變速減速器連接。通過一個專門的減速器能夠驅動齒輪泵，其中在這個解決方案中在擠出機排出側設置一個傾斜的通道，它能夠給齒輪泵供料。這個在那里的圖6中示出的解決方案是相當耗費的；擠出機螺桿與齒輪泵之間的通道必要時需要附加地加熱。
在由上述文獻已知的解決方案的另一實施例中，所述齒輪泵通過一個特殊的軸結構驅動，其中所述驅動從擠出機螺桿的驅動電動機分出。在這里需要通過子驅動裝置多次轉向并且附加地使用一個變速減速器，其中該專利文獻已經含蓄地表示，那里的具有不同的而且特別是長的外部軸的結構是不利的。
已知不同的嘗試，用于改善這個解決方案。例如由EP-A1-508 285已知由一個擠出機與一個齒輪泵的另一種組合。這種結構特別注意齒輪泵的結構并為該齒輪泵設置一個獨立的驅動裝置。在此不利的是，兩個驅動裝置必須以特殊的方式相互同步，以達到所期望的壓力比。
此外在DE-A1 100 49 730中建議一種具有一個齒輪泵的擠出機的組合，在該組合中所述齒輪泵直接法蘭連接到擠出機螺桿上。這個解決方案避免長的通流路徑，并且是緊湊且不易受干擾的。但是希望在高壓區、即齒輪泵的排出側獲得更好的密封，其中這個解決方案還存在嚴重的缺陷，即齒輪泵的轉速與擠出機螺桿的轉速耦聯。但是對于不同的橡膠和熱塑性塑料混合物要求不同的相對轉速，使得這個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。
發明內容
因此本發明的目的是，創造一種如權利要求1前序部分所述的由一個擠出機與一個齒輪泵構成的組合，它避免長流動路徑的缺陷，其中仍然能夠實現對運行點的調節，而無需多個驅動裝置。
按照本發明這個目的通過權利要求1得以實現。有利的擴展結構由從屬權利要求給出。
如果正好將擠出機用于混合目的并為此例如具有輸送區，則擠出機通常具有相當長的長度。一個為此所確定的擠出機螺桿不再自由支承，而是在擠出機外殼中運轉。為了改善攪拌效率有利的是，對于擠出機螺桿在其外圓周上選擇一個相對較大的直徑。由此隨之而來的是擠出機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，空心擠出機螺桿是有利的。
這種擠出機螺桿具有相對較輕重量和良好剛性的優點，因此擠出機螺桿與擠出機外殼之間的磨損更小。
一個在此方面有利構成的擠出機螺桿能夠按照本發明以非常有利的方式應用由空心軸構成的擠出機螺桿用于容納齒輪泵的一個驅動軸。通過這個特別簡單的措施能夠實現許多優點。
首先省去空心軸在其端部上的一個單獨的密封。通過齒輪泵可以使擠出機螺桿在端部支承，因此由螺桿外殼與擠出機螺桿之間的摩擦引起的磨損特別微小。
通過實現一個空心軸，使撓曲傾向在相當長的擠出機中也極大地減小。按照本發明特別有利的是，所述齒輪泵盡管集成在擠出機螺桿中也是可以調節的，其中特別有利的是，通過行星齒輪架與擠出機螺桿的自動同步可以僅僅調節相對轉速并由此可以調節相對輸送率。由此在擠出機和與此相關的主驅動裝置向下移動時使行星齒輪泵也自動地向下調節，因此使調節簡化。
為此特別有利的是，如果在齒輪泵驅動軸與一個中間軸之間設置一個前置行星齒輪減速器，其內齒輪在內部由擠出機螺桿形成。因此也能夠最佳地輸送不同的復合物和熱塑性塑料混合物，而不必擔心材料損傷。
此外按照本發明特別有利的是，盡管為了提供相對轉速的調節性而使用一個內置的減速器，也僅需要一個唯一的密封，以使減速器免受彈性體物質的損害。此外這個密封位于在齒輪泵的入口側，即不在高壓區，因此它比在高壓區的密封承受更小的負荷。此外實際上該密封位于行星齒輪泵的吸入端區域中，這將進一步減小密封的負荷。
通過在靠近行星齒輪泵的外圓周處設置進料口和排出口，在材料剪應力不過高的情況下同時也能夠實現一個有利的輸送率，并且使從齒輪泵排出的材料能夠通過一個排出錐流動有利地排出。
由下面借助于附圖對本發明的一個實施例的描述得出其它優點、細節和特征。附圖中圖1示出按照本發明的擠出機/齒輪泵組合的實施例的一部分，圖2示出圖1中實施例的齒輪泵部分的截面圖。
具體實施例方式
在圖1中所示的擠出機/齒輪泵組合10具有一個擠出機12和一個行星齒輪泵14。該擠出機12和齒輪泵14安裝在一個共同的外殼16里面。所述擠出機具有一個空心的擠出機螺桿20，它以公知的方式設有一個擠出機螺旋線22，該擠出機螺旋線在一個螺桿芯部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在其外圓周上相應同樣錐形地延伸。所述外殼16在那里具有一個相應的內錐，在該外殼中所述擠出機螺桿20以公知的方式基本上無縫隙地導引。
齒輪泵14在出口側連接到所述擠出機螺桿20上。該齒輪泵14具有一個第一行星齒輪架圓盤54、56和一個第二行星齒輪架圓盤50，它們共同構成行星齒輪架34。所述第一行星齒輪架圓盤54、56具有多個進入空隙，在圖1中示出從裝置這邊的其中一個進入空隙36。所述第二行星齒輪架圓盤50相應地具有多個排出空隙，在圖1中示出從裝置這邊的其中一個排出空隙38。
所述第一行星齒輪架圓盤由一個遮蓋壁30遮蓋，該行星齒輪架圓盤的外部區域由附圖標記56表示而其內部區域由附圖標記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。此外設有一個第二遮蓋壁32，它在排出側遮蓋后面的第二行星齒輪架圓盤50。在所述遮蓋壁30和32中分別設置有一些空隙，它們對應于進入空隙36和排出空隙38。
從擠出機螺桿方向看，在第一遮蓋壁30的俯視圖中，所述進入空隙設置在兩個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中所述的方式實現，可以參閱其全部內容。
所述行星齒輪具有一個斜齒部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角度而產生，它一方面在側面另一方面在中間與相關的齒相交。
所述斜齒部這樣保持，使它們與一個固定在外殼上的內齒輪48嚙合，該內齒輪相應地也具有一斜齒部。
通過按照本發明的方案能夠使齒輪泵橫截面積的一個特別大的部分被行星齒輪填滿，因此使按照本發明的齒輪泵特別壓力穩定地運行。
每一個行星齒輪架圓盤50、54和56在斜齒部44側面以由圖1中可看到的方式延伸，其中所述行星齒輪架圓盤也相應地設有內齒部。
所述第一行星齒輪架圓盤56具有一個外徑，它略小于行星齒輪架圓盤50的外徑并等于擠出機螺桿在其齒輪泵側端部上的外徑。
按照本發明的行星齒輪泵的驅動通過行星齒輪架34的一個驅動裝置實現。所述遮蓋壁30和32同樣設有一個內齒部。不僅這些內齒部而且行星齒輪架圓盤50、54和56的內齒部以及設置在其間的間隔體60的內齒部都形鎖合驅動地套裝在一個中間軸62的外齒部上，該中間軸按照本發明與一個齒輪泵軸44抗扭轉地連接，如同下面所述的那樣。
所述中間軸62在擠出機螺桿20中通過一個向心球軸承70支承。通過兩個推力球軸承72和74附加地實現空心擠出機螺桿20在其齒輪泵側的端部上分別支承在空心擠出機螺桿20的一個相應擴口80中的軸肩上。一個排出錐82在端部旋到中間軸62上并相對于遮蓋壁32支承。一個密封環84嵌入在擠出機螺桿20的端面上并在徑向方向上相對于遮蓋壁30密封以防止材料進入到中間軸62的區域中。
所述中間軸62同時形成一個用于一個行星齒輪減速器86的行星支架，其太陽輪與齒輪泵軸64連接。所述行星齒輪減速器86的內齒輪由擠出機螺桿20的擴口80的內齒部構成。不言而喻，以公知的方式通過選擇行星齒輪減速器86的行星齒輪和太陽輪的直徑可以調節減速比。
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螺桿20中。
通過這種結構能夠使所述齒輪泵14通過空心的擠出機螺桿20驅動。盡管齒輪泵軸64與擠出機螺桿20之間的相對速度是零，所述齒輪泵14仍然通過其齒輪泵支架34被驅動。通過齒輪泵軸64相對于擠出機螺桿20驅動的超前或滯后，能夠調節齒輪泵14相對于擠出機螺桿20的相對轉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。可以清楚地看出間隔體60的形狀，其中在這里所示的方案用于四個行星齒輪。當所述行星齒輪40和42通過行星齒輪架34導引地旋轉時，則使它們在內齒輪48上滾動。所述行星齒輪架34的旋轉方向與間隔體60的旋轉方向相一致，它們兩者通過相應的嚙合與中間軸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。所述間隔體60在其構成傾斜壁92的外圓周上具有一個切向的延伸段，該延伸段為內齒輪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。
按照本發明的擠出機/齒輪泵組合10的驅動這樣實現，首先預選齒輪泵軸64與擠出機螺桿20之間的轉速比。通過一個可相應變化的、無級減速器能夠調節這個轉速比，而無需兩個驅動裝置。根據材料進行調節。在啟動時所述擠出機螺桿和齒輪泵已經以期望的轉速比運轉。該擠出機12在進入口36處建立一個入口壓力。由齒輪泵14經過中間軸62的驅動通過傾斜壁的運動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域、但是以相同的方式也穿過其內部區域，其中通過按照本發明的結構實際上完全避免出現回流。
在按照本發明的組合裝置的出口側，所輸送的材料具有一個高的輸送壓力，其中不言而喻，出口區可以以任意適合的方式構成。
權利要求
1.一種擠出機/齒輪泵組合，具有一個擠出機螺桿和連接到該擠出機螺桿上的齒輪泵，其特征在于，在空心的擠出機螺桿(20)中支承一個齒輪泵軸(64)，通過該齒輪泵軸可以調節擠出機螺桿(20)與齒輪泵(14)的相對速度。
2.如權利要求1所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)由行星齒輪泵構成。
3.如權利要求1或2所述的擠出機/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)抗扭轉地連接。
4.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，一個在擠出機螺桿(20)中運轉的齒輪泵軸(64)與齒輪泵(14)處于傳動連接，其中尤其是擠出機螺桿(20)形成或具有一個行星齒輪減速器(86)的內齒輪。
5.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述擠出機螺桿(20)的芯部(24)的直徑向著齒輪泵(14)的方向加大，并且該擠出機螺桿向著齒輪泵(14)的方向擴大。
6.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述擠出機螺桿(20)的一個內部擴口(80)容納一個在齒輪泵軸(64)與齒輪泵(14)之間的減速器(86)。
7.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)的行星齒輪架(34)具有一個第一行星齒輪架圓盤(56，54)和一個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.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述第一行星齒輪架圓盤(56，54)被一個第一遮蓋壁(30)遮蓋，它向著擠出機延伸并與行星齒輪架圓盤一起旋轉以及具有對應于進入空隙(36)的空隙，以及設置一個第二遮蓋壁(32)，該遮蓋壁遮蓋第二行星齒輪架圓盤(50)并與其一起旋轉以及具有對應于排出空隙(38)的空隙。
9.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/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)，其取向與擠出機螺桿(20)的螺旋方向相反。
10.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)具有一斜齒部(44)。
11.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/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.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述齒輪泵(14)的行星齒輪架(34)與一個中間軸(62)抗扭轉地連接，該中間軸與齒輪泵軸(64)處于傳動連接。
13.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，以擠出機螺桿(20)的齒輪泵側的端部為基準，所述擠出機螺桿(14)的芯部直徑基本等于由行星齒輪(40、42)的軸線運動所建立的軸線圓或者略大于這個軸線圓。
14.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，所述進入空隙(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，并且尤其是擠出機芯部直徑與空隙(36，38)的徑向內部的端部平齊。
15.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/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)的嚙合區域中構成為內齒輪(46)。
16.如上述權利要求中任一項所述的擠出機/齒輪泵組合，其特征在于，一個間隔體(60)在各行星齒輪之間延伸，該間隔體包圍中間軸(62)并與中間軸抗扭轉地連接，并且該間隔體尤其形成傾斜壁(92)。
全文摘要
本發明涉及一種擠出機/齒輪泵組合，具有一個擠出機螺桿和連接到這個擠出機螺桿上的齒輪泵。按照本發明通過在空心的擠出機螺桿(20)中支承的一個齒輪泵軸(64)可以調節擠出機螺桿(20)與齒輪泵(14)的相對速度。
文檔編號F04C2/14GK1681637SQ03821778
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月14日 優先權日2002年9月27日
發明者F·W·菲舍爾, U·賴因哈德 申請人:貝斯托夫有限公司