DE4226133C1 - Planetengetriebe mit zwei parallel nebeneinander liegenden Abtriebswellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe mit zwei parallel nebeneinander liegenden Abtriebswellen mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die bevorzugte Anwendung von Planetengetrieben dieser Art ist der Antrieb von Schneckenwellen von Extruden, Knetern und ähnlichen Anlagen, wegen des geringen zulässigen Achsabstandes und der dabei erforderlichen relativ hohen Drehmomente.

Bekannt ist ein Doppelschneckenextrudergetriebe (DE 28 52 445 C2), bei dem zwei nebeneinander liegende Abtriebswellen über Zwischenräder durch zwei radial versetzte Hohlräder angetrieben werden. Bei einem gleichfalls zum Antrieb von Doppelschneckenextrudern dienenden Getriebe (DE 39 40 833 C1) geht der Antrieb von einem Hohlrad aus, wobei die beiden nebeneinander liegenden Abtriebswellen durch einen Innenkranz desselben und durch ein zentrisches Zwischenrad angetrieben werden. Weiterhin bekannt (DE 32 37 257 A1) ist ein Getriebe für Doppelschneckenextruder, wo eine Abtriebswelle über Zwischenräder von einem zentrischen Hohlrad angetrieben wird, während die andere Abtriebswelle einen separaten Antrieb hat.

Bei einem weiterhin bekannten Getriebe für Doppelschneckenmaschinen (DE 36 01 766 C2) der gleichen Gattung wie die vorliegende Erfindung geht der Antrieb zweier nebeneinander liegender Abtriebswellen von einem gemeinsamen Hohlrad aus beim Einsatz von Zwischenrädern, die mit einem Innenkranz des Hohlrads und mit Zahnrädern der Abtriebswellen kämmen. Beim Betrieb bleiben die Abtriebswellen jedoch nicht frei von Querkräften, da nur zwei kleinere Zwischenräder jeweils mit den zugeordneten Zahnrädern auf den Abtriebswellen, die in verschiedenen Ebenen liegen, kämmen, während die beiden anderen, größeren Zwischenräder mit beiden Zahnrädern in Eingriff stehen.

Dabei sind die Eingriffspunkte der Zwischenräder in die Zahnräder nicht gleichmäßig über den Umfang verteilt.

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein Planetengetriebe der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß beim Betrieb die Antriebswellen frei von Querkräften bleiben.

Diese Aufgabe wird durch ein Planetengetriebe mit den Merkmalen nach dem Hauptanspruch gelöst.

Dabei sind zum Antrieb der in unterschiedlichen Ebenen liegenden Sonnenräder der Abtriebswellen diesen jeweils Zwischenradsätze zugeordnet, die in den gleichen Ebenen liegen. Im übrigen ist die geometrische Anordnung der Zwischenräder so getroffen, daß die Eingriffspunkte der Zwischenräder in die Sonnenräder der Abtriebswellen um 180° versetzt sind, so daß die einwirkenden Kräfte gleichgroß sind und die Resultierende der Radialkräfte gleich Null ist. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß die beiden Abtriebswellen im gleichen Sinne umlaufen. Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung können durch den Einsatz zusätzlicher Zwischenräder die beiden Abtriebswellen auch gegenläufig angetrieben werden.

Die Erfindung hat weiterhin eine Ausführungsform zum Inhalt, bei der zur Übertragung größerer Drehmomente jede Abtriebswelle über drei Zwischenräder angetrieben wird. In diesem Falle sind die einer Abtriebswelle zugeordneten Zwischenräder hinsichtlich ihrer Eingriffspunkte in den Innenkranz des Hohlrads um 120° versetzt, so daß auch die Eingriffspunkte in den Sonnenrädern die gleiche Versetzung aufweisen. Bei gleichgroßer Krafteinwirkung wird auch in diesem Falle die Resultierende der radialen Kräfte auf die Sonnenräder zu Null.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Getriebes mit gleichsinnig drehenden Antriebswellen und Zwischenradsätzen mit je zwei Zwischenrädern;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Getriebes für den Antrieb von zueinander gegensinnig drehenden Antriebswellen;

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Getriebes für den Antrieb von gleichsinnig drehenden Antriebswellen mit Zwischenradsätzen mit jeweils drei Zwischenrädern;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Getriebe gemäß der Linie IV-IV von Fig. 1, allerdings mit einem anderen Größenverhältnis der Zahnräder untereinander, und mit Gehäuse, Wellen und Lagern.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Angetrieben wird ein auf einer Antriebswelle angeordnetes Antriebsrad 18, das mit einem Außenkranz 17 eines Hohlrads 19 kämmt. Bei Antrieb des Antriebsrads 18 im Uhrzeigersinn dreht sich das Hohlrad 19 im Gegenuhrzeigersinn. Es sind insgesamt vier Zwischenräder 13, 14, 15, 20 vorgesehen, von denen die beiden Zwischenräder 14 und 20 in einer vorderen Ebene und die beiden Zwischenräder 13, 15 in einer hinteren Ebene liegen. Die Eingriffspunkte der Zwischenräder in den Innenkranz 16 des Hohlrads 19 sind mit 50, 51, 52, und 53 bezeichnet. Die beiden in der vorderen Ebene liegenden Zwischenräder 14, 20 treiben ein Sonnenrad 12 an, das sich ebenso wie das Antriebsrad 18 im Uhrzeigersinn dreht. Die Eingriffspunkte der Zwischenräder 14, 20 am Sonnenrad 12 liegen um 180° versetzt. Die beiden hinteren Zwischenräder 13, 15 treiben in gleicher Weise ein hinteres Sonnenrad 11 an, das sich ebenfalls mit der Antriebswelle im Uhrzeigersinn dreht.

Wie man sieht, sind die jeweiligen Achsen der beiden Sonnenräder 11, 12 exzentrisch zur Achse des Hohlrads 19 angeordnet und zwar sind sie jeweils auf einer Achsebene 49 des Hohlrads um den Abstand e nach rechts bzw. links versetzt angeordnet. Die Drehmomente werden durch die Zwischenräder gleichmäßig auf die Sonnenräder übertragen und somit in die Antriebswellen geleitet. Eine Mittelebene, in der die Achse des Hohlrads liegt, ist mit 48 bezeichnet. Die jeweiligen Achsen des Sonnenrads 11 und der beiden diesem zugeordneten Zwischenräder 15, 13 liegen auf einer Verbindungslinie 1. Die Achse des Sonnenrads 12 und die beiden Achsen der diesem zugeordneten Zwischenräder 14, 20 liegen auf einer Verbindungslinie 2. Die Verbindungslinie der Achsen der beiden Sonnenräder 11, 12 liegt auf der Achsebene 49 des Hohlrads 19. Die Verbindungslinien 1 und 2 der Mittelpunkte der Zwischenräder 13, 14, 15, 20 verlaufen orthogonal dazu.

Nachfolgend wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Diese Darstellung zeigt das Schema für den Antrieb von zueinander gegensinnig drehenden Schneckenwellen. Angetrieben wird wiederum das Antriebsrad 18, das mit dem Außenkranz 17 des Hohlrads 19 kämmt. Mit dem Innenkranz 16 kämmen zum einen die beiden Zwischenräder 23, 26, die in der Zeichnung in der hinteren Ebene liegen. Für diese Zwischenräder ist der Kraftschluß zum Sonnenrad 11 der gleiche wie bei der Getriebeanordnung gemäß Fig. 1. Ebenfalls sind die Sonnenräder 11, 12 in gleicher Weise angeordnet wie bei der Ausführungsvariante gemäß Fig. 1. Das in der Zeichnung in der vorderen Ebene liegende Sonnenrad 12 wird jedoch über zwei Paare von Zwischenrädern angetrieben, nämlich die beiden unteren Zwischenräder 24 und 25 und die beiden oberen Zwischenräder 27 und 28. Da zwischen den Zwischenrädern 25, 28, die mit dem Innenkranz 16 des Hohlrads 19 kämmen, die weiteren Zwischenräder 24, 27 angeordnet sind, wird die Drehrichtung des zweiten Sonnenrads 12 umgekehrt. Die Eingriffspunkte der beiden Zwischenräder 23, 26 des Sonnenrads 11 im Zahnkranz 16 des Hohlrads sind mit 22 bzw. 29 bezeichnet. Die Eingriffspunkte der beiden Zwischenräder 25, 28 des Sonnenrads 12 im Zahnkranz 16 des Hohlrads sind mit 21, 30 bezeichnet.

Fig. 3 zeigt das Schema für den Antrieb von gleichsinnig drehenden Abtriebswellen mit Zwischenradsätzen, die aus je drei Zwischenrädern bestehen. Diese Getriebeanordnung dient der Lastverteilung und Übertragung höherer Drehmomente. Ein Sonnenrad 32 liegt in der Zeichnung in der vorderen Ebene und wird von drei Zwischenrädern 34, 35, 41 angetrieben, die jeweils mit dem Innenkranz 36 des Hohlrads kämmen. Der Außenkranz des Hohlrads 37 wird wie bei den vorbeschriebenen Getriebevarianten von einem Antriebsrad 38 angetrieben. Das zweite Sonnenrad 31, das in Achsrichtung hinter dem Sonnenrad 32 liegt, wird ebenfalls von drei Zwischenrädern 33, 40, 39 angetrieben. Die Anordnung der Sonnenräder 31, 32 entspricht derjenigen im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Die Eingriffspunkte 42, 44, 46 der drei Zwischenräder des Sonnenrades 32 im Innenkranz 36 des Hohlrads liegen jeweils um 120° versetzt, ebenso wie die drei Eingriffspunkte 43, 45, 47 der drei Zwischenräder der anderen Ebene. Die Drehmomente werden wiederum gleichmäßig auf die Ritzelwellen geleitet, die die Schneckenwellen antreiben.

Fig. 4 zeigt ein Zahnradgetriebe gemäß der Erfindung, das der konstruktiven Ausführung eines Getriebes gemäß dem Schema von Fig. 1 entspricht, bei dem je zwei Zwischenräder pro Sonnenrad vorgesehen sind. Das Getriebe weist ein Gehäuse 9 auf, in dem die Antriebswelle 8 und die Abtriebswellen 3 und 4 gelagert sind. Auf der Antriebswelle 8 ist das Antriebsrad 18 angeordnet, das mit dem Außenkranz 17 des Hohlrads kämmt. Das Hohlrad ist zweiteilig ausgebildet mit einem Außenteil 19a mit Außenkranz und einem mit diesem fest verbundenen Innenteil 19b mit Innenkranz 16. Der Innenkranz 16 kämmt mit insgesamt vier Zwischenrädern, die jeweils paarweise in einer Ebene liegen. Von diesen Zwischenrädern sind in der Schnittdarstellung das obere Zwischenrad 20 der vorderen Ebene und das untere Zwischenrad 13 der hinteren Ebene sichtbar. Das obere Zwischenrad 20 kämmt mit dem Sonnenrad 12 (Ritzel) der Abtriebswelle 3. Das hintere untere Zwischenrad 13 kämmt mit dem Sonnenrad 11 (Ritzel) der Abtriebswelle 4. Um die Axialkräfte von Schneckenwellen auf die Abtriebswellen 3, 4 aufzunehmen, sind spezielle Lager 6, 5 vorgesehen, die entsprechend stark dimensioniert sind, damit sie die auftretenden Druckkräfte aufnehmen können. Für die Abtriebswellen 3, 4 sind im Gehäuse 9 Führungsbuchsen 7 vorgesehen. Im übrigen sind die Antriebswelle und das Hohlrad in herkömmlicher Weise in Kugellagern gelagert.

Claims (3)

1. Planetengetriebe mit zwei parallel nebeneinander liegenden Abtriebswellen mit den Merkmalen:

• - der Antrieb erfolgt über ein gemeinsames Hohlrad (19);
• - die Abtriebswellen (3, 4) liegen auf einer Achsebene (49) des Hohlrads (19) und haben vom Hohlradmittelpunkt einen gleichen Abstand (e);
• - jeder Abtriebswelle sind Zwischenräder zugeordnet, die mit einem Innenkranz (16) des Hohlrads und mit je einem Sonnenrad (11, 12) der Abtriebswelle in Eingriff stehen, wobei die Sonnenräder in verschiedenen Ebenen liegen;
• - dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Sonnenrad (11, 12) in gleicher Ebene wie diese zwei Zwischenräder (13, 15), (14, 20) kämmen und die Mittelpunkte der einem Sonnenrad zugeordneten Zwischenräder auf einer Verbindungslinie (1, 2) liegen, die durch den jeweiligen Sonnenradmittelpunkt geht und orthogonal zu der Achsebene (49) des Hohlrads steht.

2. Planetengetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Sonnenrad (11) durch zwei Zwischenräder (23, 26) angetrieben wird, die im direkten Eingriff mit dem Hohlrad stehen, während das andere Sonnenrad (12) mit Zwischenrädern (24, 27) in Eingriff steht, die über zusätzliche mit dem Hohlrad in Eingriff stehende Zwischenräder (25, 28) angetrieben werden.

3. Planetengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gekennzeichnet durch die nachfolgend genannten Merkmale:

• - jedem Sonnenrad (31, 32) sind drei Zwischenräder zugeordnet;
• - bei jeweils einem Zwischenrad (40, 41) liegt der Eingriffspunkt (44, 47) mit dem Innenkranz des Hohlrads auf der Achsebene (49) desselben;
• - die Eingriffspunkte (42, 46), (43, 45) der anderen Zwischenräder (34, 35), (33, 39) sind jeweils um 120° versetzt.