ES2286507T3 - Combinacion de extruder/bomba de engranaje. - Google Patents
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Abstract
Combinación de extruder/bomba de engranaje, con un sinfín (20) de extruder y una bomba de engranaje (14) a él conectada, caracterizada porque el sinfín (20) de extruder tiene en sentido axial una configuración hueca y porque en el sinfín (20) de extruder se apoya un eje (64) de bomba de engranaje mediante el cual se puede ajustar la velocidad relativa del sinfín (20) de extruder y de la bomba de engranaje (14).
Description
Combinación de extruder/bomba de engranaje.
El invento se refiere a una combinación de
extruder/bomba de engranaje según el preámbulo de la reivindicación
del género.
Montajes de bomba de engranaje y extruder son
conocidos desde hace mucho tiempo. En las bombas de engranaje
conectadas después de los extruder se puede conseguir mediante la
bomba de engranaje una presión de alimentación realmente alta. Un
ejemplo de esto es la solución conocida por el documento US
4.642.040. En esta solución el sinfín de extruder puede estar
conectado a un eje externo que esta en unión con un engranaje
variable. Mediante un engranaje especial se puede accionar una
bomba de engranaje estando previsto en esta solución un canal
oblicuo en el lado de salida del extruder que debe alimentar a la
bomba de engranaje. Esta solución representada en la figura 8 de
allí es realmente cara; el canal entre el tornillo del extruder y la
bomba de engranaje necesita en su caso una calefacción
adicional.
En otra forma constructiva de esta solución
conocida por el documento mencionado la bomba de engranaje esta
accionada a través de una disposición de eje especial, en donde el
accionamiento está derivado del motor de accionamiento para el
sinfín de extruder. Aquí es necesario un desvío múltiple a través de
un engranaje subsidiario y adicionalmente el empleo de un engranaje
variable, implicando entonces precisamente el documento que aquel
diseño con diversos y ante todo largos ejes externos es una
desventaja.
Se han conocido diferentes intentos para mejorar
esta solución. Por ejemplo, por el documento EP-
A1 508 285 se ha conocido otra combinación de un extruder y una bomba de engranaje. Esta construcción dirige su especial mirada a la configuración de la bomba de engranaje y prevé un accionamiento separado. Desventaja de ello es por ejemplo que ambos accionamiento deben, de alguna manera, ser sincronizados de uno con otro para obtener las relaciones de presión deseadas.
A1 508 285 se ha conocido otra combinación de un extruder y una bomba de engranaje. Esta construcción dirige su especial mirada a la configuración de la bomba de engranaje y prevé un accionamiento separado. Desventaja de ello es por ejemplo que ambos accionamiento deben, de alguna manera, ser sincronizados de uno con otro para obtener las relaciones de presión deseadas.
El documento US 4.289.409 publica también una
combinación de extruder/bomba de engranaje.
Además en el documento DE-A1 100
49 730 se propuso una combinación de un extruder con una bomba de
engranaje, en la que la bomba de engranaje esta abridada
directamente al sinfín de extruder. Esta solución evita largos
caminos de flujo, es compacta y además no accesible a las averías.
Seria sin embargo de desear el obtener un mejor sellado en la zona
de alta presión, es decir, por el lado de salida de la bomba de
engranaje, presentando la solución adicionalmente la gravosa
desventaja de que la velocidad de la bomba de engranaje está
acoplada a la velocidad del sinfín de extruder. Para diferentes
mezclas de caucho y mezclas termoplásticas son necesarias
diferentes velocidades relativas de manera que esta solución
solamente es considerada para una mezcla de caucho o mezcla
termoplastica de similar valor.
Por tanto, el invento tiene como base la misión
de crear una combinación de un extruder y una bomba de engranaje de
acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, que evite la
desventaja de los largos caminos de flujo, en donde sin embargo
debería ser posible una regulación del punto de servicio sin que
fueran necesarios numerosos accionamientos.
Los extruder presentan a menudo una longitud
considerable especialmente si se utilizan con fines de mezclado y
para ello presentan por ejemplo zonas de transferencia. Un sinfín de
extruder preparado para ello ya no es entonces autoportante sino
que se mueve en el interior de una carcasa de extruder. Para
aumentar el rendimiento de mezclado es favorable seleccionar un
diámetro relativamente grande para el sinfín de extruder en su
periferia. Como consecuencia con esto se produce un aumento del
diámetro del núcleo del sinfín de extruder. Para mantener pequeño
el efecto de lijado en la carcasa del sinfín son favorables los
sinfín de extruder huecos.
Estos sinfín de extruder tiene la ventaja de un
peso comparativamente pequeño y una buena rigidez de manera que el
desgaste entre sinfín de extruder y carcasa del extruder es
pequeño.
Un sinfín de extruder construido por lo demás
favorablemente puede ser utilizado de forma muy ventajosa.
El sinfín de extruder construido como un eje
hueco se utiliza para alojar un eje de accionamiento para la bomba
de engranaje. Con esta medida sorprendentemente sencilla se pueden
conseguir numerosas ventajas.
En primer lugar se puede prescindir de una junta
de cierre separada en su extremo. Mediante la bomba de engranaje el
sinfín de extruder puede ser apoyado por el extremo de manera que el
desgaste por rozamiento entre la carcasa de sinfín y el sinfín de
extruder es extraordinariamente pequeño.
Por la realización de un eje hueco la tendencia
hacia el arqueado se reduce fuertemente incluso para extruder
realmente largos. De acuerdo con el invento es especialmente
favorable si la bomba de engranaje puede ser regulada a pesar de su
integración en el sinfín de extruder, siendo especialmente favorable
el que solamente mediante el arrastre automático del portador de
rueda planetaria con el sinfín de extruder se puede regular la
velocidad relativa y con ella el caudal relativo. Con ello, al
reducir la velocidad del extruder y con él la del accionamiento
principal, automáticamente la bomba de engranaje de planetas
reducirá su velocidad, de manera que la regulación se
simplifica.
Entonces es especialmente favorable si está
previsto un engranaje planetario previo entre el eje de
accionamiento de la bomba de engranaje y un eje intermedio, cuya
rueda hueca está construida en el interior del sinfín de extruder.
Así también se pueden impulsar de forma optima diferentes compuestos
y mezclas termoplasticas sin que sea de temer un daño en el
material.
De acuerdo con el invento es también
especialmente favorable el que a pesar de la utilización de un
engranaje situado en el interior para disponer de la posibilidad de
regular la velocidad relativa solamente es necesario un único
cierre para proteger el engranaje de la masa de elastómero. Éste
esta ahora en la parte de entrada de la bomba de engranaje, o sea
todavía no en la zona de alta presión, de manera que esta menos
solicitado que un cierre en la zona de alta presión. En la practica
esta ahora en la zona de aspiración de la bomba de engranaje de
planetas lo que reduce aun más la solicitación sobre el cierre.
Por la disponibilidad de aberturas de entrada y
salida vecinas al perímetro exterior de la bomba de engranaje de
planetas se puede obtener un caudal favorable y al mismo tiempo una
solicitación de cizalla no excesivamente alta a los materiales, y
el material que sale de la bomba de engranaje puede ser derivado por
un cono de salida hidráulicamente favorable al flujo.
Otras ventajas, detalles y características se
obtienen de la siguiente descripción de un ejemplo constructivo del
invento sobre la base del dibujo.
Se muestra:
Fig. 1 una parte de una combinación de
extruder/bomba de engranaje en una forma constructiva; y
Fig. 2 un corte a través de la parte de bomba de
engranaje de la forma constructiva acorde con la figura 1.
La combinación 10 de extruder/bomba de engranaje
representada presenta un extruder 12 y una bomba de engranaje 14 de
planetas. El extruder 12 y la bomba de rueda de engranaje14 están
colocados en una carcasa común 1. El extruder presenta un sinfín de
extruder 20 hueco que de forma conocida está provisto con una hélice
de extruder 22 que se extiende sobre un núcleo 24 de sinfín.
En dirección de la bomba de engranaje 14 de
planetas el núcleo 24 de sinfín está ensanchado. La profundidad 26
de las ranuras 28 del sinfín es en esencia constante de manera que
la hélice 22 de extruder por su perímetro exterior transcurre
igualmente, en correspondencia, de forma cónica. La carcasa 16
presenta allí un correspondiente cono interior por el que está
guiado el sinfín 20 de extruder esencialmente sin holgura de forma
ya conocida.
Al sinfín 20 de extruder se conecta la bomba de
engranaje 14 por el lado de salida. La bomba de engranaje 14
presenta un primer disco 54, 56 portador de ruedas satélite y un
segundo disco 50 portador de ruedas satélite que conjuntamente
forman el portador de ruedas satélite 34. El primer disco 54, 56
portador de ruedas satélite presenta numerosos huecos de entrada de
los cuales en la figura 1 está representado un hueco de entrada 36
por cuestión de situación. Correspondientemente el segundo disco 50
portador de ruedas satélite presenta numerosos huecos de salida de
los cuales en la figura 1 está representado un hueco de salida 38
por cuestión de situación.
El primer disco portador de ruedas satélite,
cuya zona exterior está identificada con el 56 y la zona interior
está identificada con el 54, está tapado con una pared de cubierta
30. La pared de cubierta 30 cierra de forma estanca la cara frontal
de las ruedas satélite 40, 42 que atraviesan los primeros discos 54,
56 portadores de ruedas satélite 54, 56 y se apoyan en ella. Además
esta prevista una segunda pared 32 de cubierta que cubre los
segundos discos 50 portadores de ruedas satélite.
En la vista en planta superior, los huecos de
entrada están previstos sobre la primera pared de cubierta 30 visto
desde la dirección del sinfín de extruder entre dos ruedas satélite
vecinas, en donde en la figura 1 están representadas las ruedas
satélite 40 y 42.
Las ruedas satélite esta distribuidas de forma
regular y especialmente en forma circular. Entre ellas se extienden
paredes oblicuas que en la figura 1 no pueden apreciarse. El
transporte de material se realiza de una manera como la que está
descrita en el documento DE-OS 100 49 730.
Las ruedas satélite presentan un dentado oblicuo
44. En la figura 1 el dentado oblicuo para la rueda satélite 40
está representado de forma diferente que el dentado oblicuo 44 para
la rueda satélite 42. Esto es consecuencia del diferente ángulo de
giro en la representación, que corta los dientes afectados por un
lado lateralmente y por otro lado de forma central.
Los dentados oblicuos están sujetos de manera
que engranan con una rueda hueca 48 fija en la carcasa, rueda que
correspondientemente presenta también un dentado oblicuo.
Mediante la solución acorde con el invento es
posible llenar una parte extraordinariamente grande de la superficie
de la sección transversal de la bomba de engranaje con las ruedas
satélite de manera que la bomba de engranaje acorde con el invento
trabaja especialmente estable bajo presión.
A cada lado del dentado oblicuo 44 se extienden
los discos 50, 54, 56 portadores de ruedas satélite de la forma que
se pude apreciar en la figura 1, en donde los discos portadores de
ruedas satélite están provistos con un dentado interior.
El primer disco de soporte de ruedas satélite
presenta en 56 un diámetro exterior que es algo menor que el
diámetro exterior del disco 50 portador de ruedas satélite y se
corresponde con el diámetro exterior del sinfín de extruder en su
extremo del lado de la bomba de engranaje.
El accionamiento de la bomba de engranaje de
planetas acorde con el invento se realiza a través de un
accionamiento del portador 34 de ruedas satélite. Las paredes de
cubierta 30 y 32 estas provistas igualmente cono un dentado
interior. Tanto este dentado interior como los dentados interiores
de los discos portadores de ruedas satélite 50, 54 y 56 así como el
dentado interior de un cuerpo separador 60 situado entre ellos están
accionados por cierre de forma sobre un dentado exterior insertado
en un eje intermedio 62 que de acuerdo con el invento está unido
solidario al giro con un eje 64 de bombas de engranaje, como se
describe a continuación.
El eje intermedio 62 está soportado en el eje
del extruder 20 mediante un rodamiento radial 70 de bolas. Mediante
dos rodamientos axiales 72 y 74 de bolas se produce adicionalmente
un apoyo de cada uno en resaltes en un ensanchamiento 80
correspondiente del sinfín 20 hueco de extruder en su extremo del
lado de la bomba de engranaje. Un cono de salida 82 está
atornillado en un extremo sobre el eje intermedio 62 y se apoya
contra la pared de cubierta 32. Un anillo de junta 84 está
insertado en la cara frontal del sinfín 20 de extruder y allí sella
en dirección radial contra la pared de cubierta 30 contra la
penetración de material en la zona del eje intermedio 62.
El eje intermedio 62 forma simultáneamente un
portaplanetas para un engranaje de planetas 86, cuya rueda solar
esta unida con el eje de la bomba de engranaje. La rueda hueca del
engranaje de planetas 86 esta construida como un dentado interior
del ensanchamiento 80 del sinfín 20 de extruder. Se comprende que de
forma por sí conocida mediante la elección del diámetro de las
ruedas satélite y de la rueda solar del engranaje de planetas 86 se
puede regular la relación de transmisión.
El eje de la bomba de engranaje 64 esta apoyado
en el sinfín 20 hueco del extruder mediante otro rodamiento radial
88 de bolas.
Mediante esta disposición se puede accionar la
bomba de engranaje 14 por el sinfín hueco 20 de extruder. Aun
cuando la velocidad relativa entre el eje 64 de la bomba de
engranaje y el sinfín 20 de extruder sea cero la bomba de engranaje
14 será accionada con su portador 34 de ruedas satélite. Acelerando
o desacelerando el accionamiento del eje 64 de la bomba de
engranaje respecto del sinfín 20 de extruder se puede regular la
velocidad relativa de la bomba de engranaje 14 respecto del sinfín
20 de extruder y ajustarla en amplios márgenes a las exigencias, o
sea, al material que hay que impulsar.
En la figura 2 la bomba de engranaje está
representada en sección. Se puede apreciar bien la forma del cuerpo
separador 60, estando determinada la solución aquí propuesta para
cuatro ruedas satélite. Las ruedas satélite 40 y 42 ruedan sobre la
rueda hueca 48 cuando son hechas girar conducidas por el portador 34
de ruedas satélite. El sentido de giro del portador 34 de ruedas
satélite se corresponde con el sentido de giro del cuerpo separador
60, estando unidos ambos con el eje intermedio 62 mediante el
dentado correspondiente. Esto está representado por la flecha 90.
De forma ya conocida las ruedas satélite giran en dirección opuesta.
El cuerpo separador 60 presenta en su perímetro exterior, en el que
él forma las paredes oblicuas, una extensión tangencial que se
extiende sobre aproximadamente una vez y media la anchura de diente
de la rueda hueca 48. Con esto se puede impedir de forma segura una
descarga por fuera del cuerpo separador 60.
El servicio de la combinación 10 de
extruder/bomba de engranaje se consigue así, porque en primer lugar
se preselecciona la relación de velocidad entre el eje 64 de la
bomba de engranaje y el sinfín 20 de extruder. Mediante un
correspondiente engranaje regulable sin escalones se puede ajustar
esta relación sin que fueran necesarios dos accionamientos. El
ajuste se produce dependiendo del material. Precisamente al arrancar
el sinfín de extruder y la bomba de engranaje giran libres en la
relación de velocidad deseada. El extruder 12 crea una presión de
entrada en la abertura de entrada 36. Mediante el accionamiento de
la bomba de engranaje 14 por medio del eje intermedio 62 con el
movimiento de las paredes oblicuas el material es transportado
hacia las aberturas de salida 38.
El material pasa entre las ruedas satélite, que
no están en unión dentada entre ellas, por sus zonas exteriores
pero de igual manera por sus zonas interiores, con lo que con la
configuración acorde con el invento en la práctica se evita por
completo que se produzca un retorno.
Por el lado de salida de la combinación acorde
con el invento el material se encuentra a una presión de impulsión
alta, comprendiéndose entonces que la zona de descarga puede ser
construida de cualquier forma deseada.
Claims (16)
1. Combinación de extruder/bomba de engranaje,
con un sinfín (20) de extruder y una bomba de engranaje (14) a él
conectada, caracterizada porque el sinfín (20) de extruder
tiene en sentido axial una configuración hueca y porque en el
sinfín (20) de extruder se apoya un eje (64) de bomba de engranaje
mediante el cual se puede ajustar la velocidad relativa del sinfín
(20) de extruder y de la bomba de engranaje (14).
2. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según la reivindicación 1, caracterizada porque la bomba de
engranaje (14) está concebida como una bomba de ruedas
planetarias.
3. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque
el eje es un eje (64) de bomba de engranaje que está unido de forma
solidaria al giro con el portador de ruedas satélite (50, 54,
56).
4. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones precedentes 1,
caracterizada porque un eje (64) de bomba de engranaje que
gira en el sinfín (20) de extruder está unido por engranaje con la
bomba de engranaje (14), en donde especialmente el sinfín (20) de
extruder forma o presenta la rueda hueca de un engranaje planetario
(86).
5. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque el diámetro del núcleo (24) del sinfín (20) de extruder
aumenta en dirección de la bomba de engranaje (14) y el sinfín (20)
de extruder se ensancha en dirección de la bomba de engranaje
(14).
6. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque un ensanchamiento interior (80) del sinfín (20) de extruder
aloja a un engranaje (86) entre el eje (64) de la bomba de
engranaje y la bomba de engranaje (14).
7. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque el portador (34) de ruedas satélite de la bomba de engranaje
(14) presenta un primer disco (56, 54) portador de ruedas satélite
y un segundo disco (50) portador de ruedas satélite entre los cuales
se extienden las ruedas satélite (40, 42) y en los cuales se
apoyan, en donde el primer disco (56, 54) portador de ruedas
satélite presenta huecos de entrada (36) y el segundo disco (50) de
ruedas satélite presenta huecos de salida (38).
8. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según la reivindicación 7, caracterizada porque el primer
disco (56,54) de ruedas satélite está cubierto por una primera pared
de cubierta (30) que se extiende hacia el extruder y gira junto con
el disco portador de ruedas satélite y presenta huecos que se
corresponden con los huecos de entrada (36), y porque está prevista
una segunda pared de cubierta (32) que cubre al segundo disco (50)
portador de ruedas satélite y gira junto con él así como que
presenta huecos que se corresponden con los huecos de salida
(38).
9. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque entre el
primer disco (54) portador de ruedas satélite y el segundo disco
(50) portador de ruedas satélite del portador (34) de ruedas
satélite se extienden paredes oblicuas (92) cuya alineación es
opuesta a la dirección de la hélice del sinfín (20) de
extruder.
10. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque la bomba de engranaje (14) presenta un dentado oblicuo
(44).
11. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según la reivindicación 9 y 10, caracterizada porque el
ángulo de posición oblicua de las paredes oblicuas (92) y del
dentado oblicuo (44) es esencialmente igual y especialmente está
entre 5º y 25º.
12. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones 2 hasta 11, caracterizada
porque el portador (34) de ruedas planetarias de la bomba de
engranaje (14) está unido solidario al giro con un eje intermedio
(62) que está en unión por engranaje con el eje (64) de la bomba de
engranaje.
13. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones 2 hasta 12, caracterizada
porque el diámetro del núcleo del sinfín (20) de extruder se
corresponde en esencia con el diámetro del circulo de ejes abarcado
por el movimiento de los ejes de las ruedas satélite (40, 42) o es
algo mayor que este, referido al extremo del sinfín (20) de
extruder del lado de la bomba de engranaje.
14. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según la reivindicación 7 y en su caso una de las reivindicaciones
2 hasta 13, caracterizada porque los huecos de entrada (36) y
los huecos de salida (38) se extienden en el primer disco (54, 56)
portador de ruedas satélite y en el segundo disco (50) portador de
ruedas satélite de la bomba de engranaje (14) en el tercio exterior
radial, especialmente en el cuarto exterior radial de los discos y
especialmente el diámetro del núcleo de extruder esta unido con el
extremo radial interior de los huecos (36, 38).
15. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones 2 hasta 14, caracterizada
porque la carcasa (16) de la bomba de engranaje está construida como
rueda hueca (46) en la zona del dentado de las ruedas satélite (40,
42).
16. Combinación de extruder/bomba de engranaje
según una de las reivindicaciones 2 hasta 15, caracterizada
porque entre las ruedas satélite se extiende un cuerpo separador
(60) que rodea al eje intermedio (62) y está unido de forma
solidaria al giro con él y especialmente forma las paredes oblicuas
(92).
Applications Claiming Priority (2)
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