ES2915670T3 - Extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad integrados - Google Patents
Extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad integrados Download PDFInfo
- Publication number
- ES2915670T3 ES2915670T3 ES20170945T ES20170945T ES2915670T3 ES 2915670 T3 ES2915670 T3 ES 2915670T3 ES 20170945 T ES20170945 T ES 20170945T ES 20170945 T ES20170945 T ES 20170945T ES 2915670 T3 ES2915670 T3 ES 2915670T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- shaft
- extruder
- twin
- holes
- screw extruder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D9/00—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member
- F16D9/06—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member by breaking due to shear stress
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/252—Drive or actuation means; Transmission means; Screw supporting means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
- B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/96—Safety devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
- F16D1/101—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially without axial retaining means rotating with the coupling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/52—Screws with an outer diameter varying along the longitudinal axis, e.g. for obtaining different thread clearance
- B29C48/525—Conical screws
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Extrusora de doble husillo (100; 100'; 100"; 200; 200') con acoplamientos de seguridad integrados, que comprende al menos un par de árboles de husillo de la extrusora, cada uno con un extremo de árbol (10; 210) del lado de accionamiento, y un engranaje con dos árboles de salida, cada uno con un extremo de árbol (20; 220 ), en donde un árbol de husillo de extrusora y un árbol de accionamiento respectivamente están dispuestos alineados sobre un eje central común; caracterizada por que - el par de extremos de árbol (10; 210) de los árboles de husillo de la extrusora y/o el par de extremos de árbol (20; 220) del engranaje está configurado cilíndrico; - en las caras frontales (15) de al menos un par de extremos de árbol (10, 20, 210, 220) están previstos varios taladros (14; 24) paralelos al eje central para al menos dos elementos de cizallamiento (32; 32"), y - los extremos de árbol (10, 20) a través de los elementos de cizallamiento (32; 32") insertados en los taladros (14; 24), que salvan al menos el plano de separación (T; T1; T2) configurado entre los extremos de árbol (10, 210) de los árboles de husillo de extrusora y los extremos de árbol (20, 220) del engranaje están acoplados entre sí de manera rígida al par de torsión.
Description
DESCRIPCIÓN
Extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad integrados
La invención hace referencia a una extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad integrados con las características del preámbulo de la reivindicación 1.
El documento DE 20 2014 102 449 U1 describe el problema con una extrusora de doble husillo que también es la base de la invención: En una extrusora de doble husillo, un material plástico, en particular en forma de gránulos o polvo, en particular polvo de PVC, se transporta a través de un cilindro calentado por medio de dos árboles de husillo sin fin contrarrotantes y entrelazados y a este respecto se funde. Si uno o ambos están bloqueados, todo el par de torsión del accionamiento actúa sobre los dos engranajes, que sirven para reducir la velocidad de giro y distribuir el par de torsión a los dos árboles de salida. En este sentido un árbol del engranaje de distribución puede sobrecargarse significativamente. Los daños del engranaje que se producen por sobrecarga son muy costosos y provocan largos tiempos de inactividad en la producción. Para ello se conoce un acoplamiento de seguridad que une los extremos del árbol entre sí, en donde el acoplamiento consta de dos casquillos de acoplamiento que a su vez están conectados mediante pasadores de cizallamiento que discurren paralelos al eje central del árbol. Dado que el par de torsión se transmite exactamente en el plano de separación entre los casquillos de acoplamiento, el esfuerzo de cizallamiento por pasador de cizallamiento puede calcularse bien.
Sin embargo, la desventaja de la solución conocida es que los acoplamientos de seguridad no pueden disponerse uno al lado del otro en el caso de pares de torsión elevados debido a la mayor necesidad de espacio debido a los elementos de cizallamiento colocados en la circunferencia exterior. La distancia entre centros de los dos árboles de salida y los husillos de la extrusora que se accionarán por encima de ellos está fijada por la geometría del husillo y no puede aumentarse a voluntad por razones de tecnología de procesos para poder disponer los acoplamientos de seguridad unos junto a otros. Por tanto, con los pares de torsión que son habituales hoy en día, los acoplamientos de seguridad solo pueden disponerse de forma escalonada. Para compensar el desplazamiento axial, en particular en el caso de árboles de salida de transmisión dispuestos en paralelo, es necesario prever árboles intermedios y conectarlos a través de acoplamientos adicionales. Los acoplamientos y árboles de compensación adicionales aumentan los costes y los requisitos de espacio de la instalación de extrusión.
El documento WO 00/109 486 A1 presenta una solución para limitar el par de torsión permitido en un husillo de la extrusora, en particular en una extrusora de doble husillo. A este respecto están previstos árboles intermedios que a su vez deben estar diseñados como elemento de cizallamiento. Sin embargo esta solución tiene la desventaja de que todavía se requieren árboles intermedios, que son muy difíciles de producir, y que pueden aparecer estados de tensión multiaxiales en el punto de ruptura predeterminado formado en una constricción en el árbol intermedio, que no pueden calcularse con tanta precisión como con un elemento de cizallamiento cilíndrico, por lo que tampoco puede determinarse con suficiente certeza el par de torsión de activación.
El problema general con las extrusoras de doble husillo es que el diámetro de los árboles de husillos de extrusora, su distancia entre centros y el par de torsión nominal requerido de los árboles de salida de transmisión están especificados por los parámetros de tecnología de procesos del diseño de la extrusora y no pueden expandirse a voluntad para añadir acoplamiento de seguridad con un diámetro mayor.
En el documento DE 10 2017 106 454 A1 se describe un acoplamiento de seguridad para una extrusora de doble husillo. Estos acoplamientos de seguridad cilíndricos ya son de estructura muy delgada, por lo que no hay necesidad de árboles intermedios en la transición al engranaje. En el manguito cilíndrico debe introducirse un dentado interno para poder colocar el casquillo de acoplamiento sobre el extremo del árbol respectivo, lo cual es complejo en términos de tecnología de producción.
Por lo tanto, el objetivo de la invención es equipar una extrusora de doble husillo con un acoplamiento de seguridad aún más económico.
De acuerdo con la presente invención, el objetivo mencionado se logra porque los casquillos de acoplamiento están integrados en cada caso directamente en los extremos de árbol de los árboles de salida del engranaje y los árboles de husillo de la extrusora. Esto significa que el rebajo del árbol en los extremos también está diseñado de tal manera que en él pueden alojarse elementos de cizallamiento, que salvan la junta de separación entre los árboles y permiten así una transmisión del par de torsión a través de los elementos de cizallamiento.
Se logra una simplificación significativa y un ahorro de costes no solo al eliminar el dentado interno de los casquillos del acoplamiento, sino también el dentado exterior de los cuatro extremos del árbol.
Además del aspecto monetario, esto tiene la ventaja adicional muy importante de que no se practican muescas en la circunferencia exterior de los extremos del árbol y de que se dispone de un diámetro mayor con material macizo para una distancia entre centros de árboles dada. El extremo de árbol que configura el casquillo de acoplamiento es completamente homogéneo con el resto del árbol en cuanto al material utilizado, de manera que solo difieren de él los elementos de pasador que van a insertarse posteriormente. El endurecimiento de los árboles también puede realizarse hasta el extremo del eje.
Con la eliminación de casquillos de acoplamiento independientes, existe una mayor resistencia estática y dinámica. Además, el diseño puede ser aún más preciso, porque los extremos de árbol, que están libres de tensión de muesca y son homogéneos en cuanto al material, permiten un diseño matemático muy bueno, que se confirma con poca dispersión mediante valores que pueden medirse realmente en la práctica.
Sin embargo, en la práctica, la elección del material para los árboles, en particular para los husillos de extrusora, suele ser limitada. Para el diseño de los pasadores de cizallamiento en el acoplamiento de seguridad, es ventajoso un material duro del rebajo del árbol que aloja los pasadores de cizallamiento, ya que esto evita una dilatación plástica excesiva de los taladros. Sin embargo, si se selecciona un material muy duro o se utiliza un tratamiento térmi aumentar la dureza, la fabricación de la geometría del husillo se vuelve más difícil, por un lado, y aumenta el riesgo de rotura frágil de los husillos, dando lugar a un conflicto de objetivos.
Para poder diseñar un acoplamiento de seguridad independientemente de una selección de material determinada o de otras propiedades del material en los extremos del árbol, una forma de realización preferida prevé un elemento intermedio.
El al menos un elemento intermedio insertado por ramal de árboles tiene la ventaja de poder integrar un acoplamiento de seguridad por ramal de árboles dentro de la distancia entre centros de los árboles dada sin tener que prever árboles intermedios o similares. Al mismo tiempo, la sección transversal tanto de los extremos del árbol como del elemento intermedio puede aprovecharse al máximo, ya que el diámetro respectivo del elemento intermedio - en el caso de formas no redondas: su circunferencia - puede corresponder a un máximo de la distancia entre centros. Se requiere únicamente un espacio de aire mínimo entre los árboles para descartar un contacto. El diámetro puede ser de 0,5 a 1,0 veces la distancia entre centros A, en particular de 0,8 a 1,0 veces.
Preferentemente se utilizan en cada caso pasadores cilíndricos tanto para la fijación de los elementos intermedios como para la activación del acoplamiento de seguridad. A este respecto, los dos grupos de pasadores cilíndricos tienen longitudes diferentes, pero preferentemente el mismo diámetro, de manera que pueden fabricarse taladros idénticos.
Una división de los elementos de pasador en dos grupos de tres elementos de pasador cada uno es ventajosa porque se prefieren al menos tres elementos de pasador para una transmisión de par de torsión fiable y el diseño matemático de los acoplamientos de seguridad. En el calibre patrón con tres taladros especificado de esta manera, pueden insertarse en cada caso otros tres taladros en los espacios intermedios, incluso si el espacio es limitado para fijar el elemento intermedio con el extremo de árbol correspondiente. En esta disposición, el elemento intermedio está acoplado a uno de los extremos del eje, preferentemente al extremo de árbol del husillo de la extrusora, con un mayor número de elementos de pasador, en particular con el doble de elementos de pasador, en comparación con el número de elementos de cizallamiento. Esto garantiza que una posible rotura de los pasadores de cizallamiento en la activación del acoplamiento de seguridad solo se produzca en el plano de separación en el otro lado del elemento intermedio en cada caso. En esta forma de realización en el plano de separación solo están presentes tres elementos de cizallamiento, que salvan el plano de separación con el otro extremo del árbol. Estos están diseñados considerando el par de torsión que va a transmitirse.
En principio, también es posible diseñar el plano de separación entre el extremo del árbol y el elemento intermedio completamente separado del plano de separación previsto para la activación del acoplamiento en el otro lado del elemento intermedio y no guiar los elementos de cizallamiento a través del elemento intermedio. y no permitir que se enganchen en ambos extremos del árbol. Únicamente debe garantizarse que el par de torsión que puede transmitirse en el primer plano de separación entre uno de los extremos del árbol y el elemento intermedio sea significativamente mayor que en el otro plano de separación de modo que solo haya un plano de separación en el que el acoplamiento de seguridad formado según la invención se active mediante la rotura de los pasadores de cizallamiento tan pronto como se exceda un par de torsión relevante para la seguridad.
En una forma de realización adicional está previsto que ambos extremos de árbol estén unidos en cada caso con un elemento intermedio a través de un primer grupo de elementos de pasador y que el segundo grupo de elementos de pasador, que sirven como elementos de cizallamiento, se prolongue aún más para que pasen desde los taladros en un extremo de árbol a través de ambos elementos intermedios hasta el otro extremo de árbol.
Otros posibles diseños ventajosos de la invención prevén que en el plano de separación esté previsto un elemento adaptador para el alojamiento de los elementos de cizallamiento que presenta una entalladura con dentado interior, en particular en forma de un casquillo con dentado ciego. Este se coloca en un extremo dentado del árbol de salida o del husillo de la extrusora. Los pasadores de cizallamiento que emergen del elemento intermedio se enganchan en taladros practicados en la cara frontal del elemento adaptador. Esta forma de realización es útil en particular cuando los extremos de árbol que ya están provistos de dentados exteriores deben equiparse con un acoplamiento de seguridad.
El elemento intermedio está configurado preferentemente como disco cilíndrico, cuya longitud axial debería ser al menos 1,5 veces el diámetro del pasador. Con tal longitud, los pasadores de cizallamiento están bien guiados en los taladros de modo que fallido evitan falsificaciones del par de torsión calculado, en el que el acoplamiento debería
activarse, causadas por efectos elásticos o inclinaciones de los pasadores de cizallamiento. Más bien, los pasadores de cizallamiento se guían exactamente paralelos al eje en el plano de separación y, por lo tanto, solo están sometidos a cizallamiento.
También pueden estar previstos taladros roscados adicionales en el elemento intermedio para poder retirar más fácilmente el elemento intermedio del extremo de árbol en el que está fijado.
El par de torsión máximo deseado en el que debe fallar el acoplamiento de seguridad para proteger el accionamiento, los árboles de husillo de extrusora y, en particular, el engranaje puede ajustarse con mucha precisión utilizando los elementos de cizallamiento variando los siguientes parámetros:
- Selección de materiales y propiedades de los materiales, p. ej. como resultado del tratamiento térmico posterior;
- diámetro;
- forma de la sección transversal,
- número y
- diámetro primitivo.
Preferentemente los elementos de cizallamiento están configurados como elementos de pasador de cizallamiento cilíndricos lisos.
Es posible transmitir un par de torsión elevado a través de un mayor número de elementos de cizallamiento sin tener que prever un diámetro demasiado grande para el elemento de cizallamiento individual. Preferentemente están previstos entre 2 y 8 elementos de cizallamiento, por lo que se aprovecha bien la superficie disponible en las caras frontales de los extremos de los árboles.
Los taladros para los elementos de cizallamiento en las caras frontales están dispuestos en cada caso preferiblemente en un círculo primitivo común, pero también pueden estar dispuestos en varios círculos primitivos con una desalineación angular. De este modo se logra una carga exactamente simétrica, en particular cuando los taladros también están dispuestos preferiblemente en una división angular uniforme en las caras frontales.
En el caso de los extremos de árbol de los árboles de husillo de extrusora con temperatura controlada, el círculo primitivo debe extenderse, dado el caso, alrededor de un taladro central del medio de control de temperatura.
Las ventajas particulares de la invención resultan de una disposición paralela del árbol de husillo, ya que la distancia entre centros está determinada por la tecnología del procedimiento y, por lo tanto, el espacio constructivo disponible para un acoplamiento de seguridad es particularmente limitado. Sin embargo, también en el caso de husillos cónicos cuyos ejes centrales están dispuestos en un ángulo de unos pocos grados entre sí, según la invención puede integrarse un acoplamiento de seguridad que ahorre espacio y al mismo tiempo se active de forma fiable.
Preferentemente los diámetros exteriores de los extremos de árbol corresponden casi por completo a la distancia entre centros, es decir, de 0,8 a 1,0 veces la distancia entre centros. Un espacio lateral mínimo entre ellos es suficiente para evitar un contacto entre los extremos de árbol adyacentes a pesar de las excentricidades o juegos internos de rodamiento que puedan ocurrir.
En particular, el diámetro del círculo primitivo de los taladros corresponde a de 0,5 a 0,9 veces el diámetro exterior de los extremos de árbol.
El círculo primitivo se adapta al diámetro de taladro de tal manera que el espesor de pared radial restante para cada taladro de alojamiento para un elemento de cizallamiento se dimensiona adecuadamente dependiendo del tamaño y típicamente es de al menos 3 mm a 5 mm.
Dentro de las especificaciones del espesor de pared radial mínimo requerido, el círculo primitivo se determina por regla general de modo que los elementos de cizallamiento estén dispuestos lo más hacia afuera posible para poder transmitir el mayor par de torsión posible.
Sin embargo, también es posible reducir específicamente el par de torsión transmisible mediante la reducción del círculo primitivo. Este puede ser el caso si se van a utilizar elementos de pasador prefabricados con un diámetro fijo, de modo que después de un ajuste aproximado del par de activación del acoplamiento de seguridad seleccionando el número y el diámetro de los elementos de pasador, puede realizarse un ajuste preciso de la manera más fácil variando el círculo primitivo.
En cualquier caso, el espesor de pared de la envoltura cilíndrica que queda en el exterior es suficiente para transferir los pares de torsión de accionamiento a la región frontal de los extremos de árbol y por encima de ellos a los elementos de cizallamiento. Los elementos de cizallamiento se someten a carga con mucha precisión solo en un plano de separación entre los casquillos de acoplamiento que discurre perpendicular al eje de rotación y central de los árboles
de salida y del husillo de la extrusora, y únicamente a cizallamiento, sin superposición por momentos de flexión. Se logra una unión prácticamente sin holgura mediante el posicionamiento preciso de los taladros asociados y mediante la selección de ajustes entre los pasadores de cizallamiento y los taladros. Todos los elementos de cizallamiento, de los cuales al menos dos están previstos de acuerdo con la invención, se someten a carga exactamente al mismo tiempo y de la misma manera.
En resumen, el resultado es un procedimiento para diseñar un acoplamiento de seguridad en una extrusora de doble husillo con los siguientes pasos:
1) Se fija el par máximo, es decir, el par de torsión fallido que va a transmitirse a través del acoplamiento de seguridad.
2) El ancho radial de la zona anular disponible para la disposición de taladros en la cara frontal del árbol de husillo de la extrusora se determina de la siguiente manera:
- averiguar la diferencia entre el diámetro de extremo de árbol y el diámetro de abertura del taladro del medio de control de temperatura menos el doble del espesor de pared mínimo radial que se requiere en el lado próximo a los taladros para los elementos de cizallamiento.
- El ancho radial máximo de la zona del anillo se define como la mitad de la diferencia averiguada de este modo.
3) De una serie de diámetros de productos semiacabados cilíndricos adecuado para la fabricación de los elementos de cizallamiento, se selecciona un producto semiacabado cuyo diámetro es igual o menor que el ancho de la zona anular.
4) Teniendo en cuenta los valores de resistencia de los productos semiacabados para los elementos de cizallamiento se calcula si el par de torsión nominal puede transmitirse con este diámetro de elemento de cizallamiento y con una distribución de carga en al menos dos elementos de cizallamiento y en particular si el par de torsión nominal no se excede demasiado.
5) Si el par de rotura en el que se rompen los elementos de cizallamiento es demasiado pequeño y falla el acoplamiento el número de elementos de cizallamiento aumenta y el cálculo se repite desde la etapa 4
6) Si el par de rotura es demasiado grande se selecciona el siguiente diámetro más pequeño disponible en el paso 3 y se repite el cálculo de la etapa 4.
7) Después de fijar finalmente el diámetro y el número de elementos de cizallamiento, el par de torsión nominal se ajusta utilizando el diámetro del círculo primitivo. A este respecto, si el cálculo muestra que debe abandonarse la zona anular, debe fijarse un diámetro más pequeño y un número mayor de elementos de cizallamiento, por lo que deben repetirse las etapas 3 y siguientes.
En una forma de realización preferida de la invención también está previsto que los elementos de pasador de cizallamiento puedan fijarse axialmente al menos en un extremo de árbol. Están previstos medios de arrastre de forma adicionales para lograr una fijación axial de los elementos de cizallamiento. El arrastre de forma puede estar formada, por ejemplo, por al menos una ranura en el elemento de cizallamiento en la que se engancha un elemento de seguridad insertado desde la cara externa del rebajo de árbol. Para esto, por ejemplo, un pasador roscado, el llamado tornillo prisionero puede insertarse en un taladro roscado en la carcasa que termina exactamente en el área de la ranura del elemento de cizallamiento.
Cuando no solo está previsto un dispositivo de seguridad en un extremo de árbol sino que también están previstos medios de seguridad adicionales en los extremos de árbol alineados y acoplados entre sí, entonces los elementos de cizallamiento no solo se aseguran contra caídas durante el montaje, sino que también unen los extremos de árbol axialmente en arrastre de forma después del montaje. De esta manera, se forma un llamado dispositivo de seguridad de avance que une el husillo de la extrusora al árbol de salida e impide que uno de los árboles de husillo de extrusora pueda moverse axialmente hacia adelante en el taladro de extrusor cuando se pone en marcha la extrusora.
La invención se explica con más detalle a continuación con referencia al ejemplo de realización representado en los dibujos. Las figuras muestran:
figura 1 partes de una extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad de acuerdo con una primera forma de realización en una vista en despiece ordenado;
figura 2 partes de la extrusora de doble husillo en una vista desde arriba;
figura 3 partes de una extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad de acuerdo con una segunda forma de realización en una representación en despiece ordenado;
figura 4 partes de la extrusora de doble husillo de acuerdo con la figura 3 en una vista desde arriba.
figura 5 partes de una extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad de acuerdo con una tercera
forma de realización en una representación en despiece ordenado;
figura 6 partes de una extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad de acuerdo con una cuarta forma de realización en una representación en despiece ordenado; y
figura 7 partes de una extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad de acuerdo con una quinta forma de realización en una representación en despiece ordenado.
La figura 1 muestra partes de una extrusora de doble husillo 100 con acoplamientos de seguridad integrados. En la zona trasera izquierda están dispuestos dos extremos de árbol 10 de árboles de husillo de extrusora, que están dispuestos a una determinada distancia A de sus ejes centrales paralelos entre sí. Enfrente, abajo a la derecha, pueden distinguirse otros extremos de árbol 20. Estos están previstos en el lado de salida de un engranaje de distribución a través del cual la potencia de accionamiento proporcionada por un motor se distribuye uniformemente a los dos árboles.
Entre los extremos de árbol 10, 20 están configurados acoplamientos de seguridad. Además de los extremos de árbol 10, 20, que sirven adicionalmente como casquillo de acoplamiento, cada uno de los acoplamientos de seguridad también comprende elementos de cizallamiento 32 cilíndricos.
En una cara frontal 15 están dispuestos varios taladros 14 en un círculo primitivo 13, en los cuales puede insertarse en cada caso un elemento de cizallamiento 32 cilíndrico. En el ejemplo de realización mostrado, por cada acoplamiento de seguridad están previstos en cada caso cuatro taladros 14 y cuatro elementos de cizallamiento 32.
En el extremo de árbol 10 del árbol de husillo de la extrusora está prevista además una entalladura central 11 que se encuentra en el círculo primitivo 13 dentro de la disposición de los taladros 14. Se trata de un taladro a través del cual puede llenarse un medio de control de temperatura en un taladro dentro del árbol de husillo de la extrusora. La abertura del taladro está cerrada por un tapón.
La figura 2 muestra una sección parcial de la extrusora de doble husillo 100 montada con los dos acoplamientos de seguridad situados uno al lado del otro y en la misma posición axial, en una vista desde arriba.
Todos los extremos de árbol 10, 20 están configurados con el mismo diámetro exterior, de modo que existe una transición entre las caras frontales en el plano de separación T sin ningún desplazamiento.
El diámetro del círculo primitivo Dt se selecciona de manera que junto a los taladros 14 quede un espesor de pared suficientemente grande en cada caso tanto radialmente hacia dentro, hacia el taladro 11 del medio de control de temperatura en el centro, como radialmente hacia el perímetro exterior.
Similar a la figura 1, la figura 3 muestra partes de una extrusora de doble husillo 100' con acoplamientos de seguridad. En la zona trasera izquierda están dispuestos a su vez dos extremos de árbol 10 de árboles de husillo de extrusora, que están dispuestos a una determinada distancia A de sus ejes centrales entre sí. Enfrente, abajo a la derecha, pueden distinguirse otros extremos de árbol 20. Estos están previstos en el lado de salida de un engranaje de distribución a través del cual la potencia de accionamiento proporcionada por un motor se distribuye uniformemente a los dos árboles.
Entre los extremos de árbol 10, 20 están configurados en cada caso acoplamientos de seguridad que comprenden en cada caso tres elementos de cizallamiento 32 cilíndricos en los ejemplos de realización representados.
En una cara frontal 15 del extremo de árbol 10 están dispuestos varios taladros 14 en un círculo primitivo 13. En el extremo de árbol 10 del árbol de husillo de la extrusora está prevista además una entalladura central 11 que se encuentra en el círculo primitivo 13 dentro de la disposición de los taladros 14. La entalladura 11 es un taladro a través del cual puede llenarse el interior del eje del árbol de husillo de la extrusora con un medio de control de la temperatura. La abertura del taladro está cerrada por un tapón.
En el círculo primitivo 13 común, tres pasadores cilíndricos 31 cortos están insertados en los taladros 14 que sirven para unir el extremo del árbol 10 con un elemento intermedio 30 en forma de disco de manera resistente al par de torsión. Delante se muestra un segundo grupo de elementos de pasador 32 que sirven como elementos de cizallamiento y se insertan en los tres taladros 14 restantes en la cara frontal 15.
Entre los extremos de árbol 10 y los extremos de árbol 20 se inserta en cada caso un elemento intermedio 30. En el ejemplo de realización mostrado se trata de un disco cilíndrico simple que tiene el mismo diámetro que los extremos de árbol 10, 20, pero posee otras propiedades de material o está formado de un material diferente.
El elemento intermedio 30 presenta una serie de taladros 34 que están provistos con el mismo calibre patrón que los taladros 14 en la cara frontal 15 en el extremo de árbol 10. Los taladros en la cara frontal 25 respectiva de los extremos de árbol 20 no son visibles en este caso. Solo son necesarios tres taladros para alojar los elementos de cizallamiento largos 32 que en el estado montado de la extrusora de doble husillo 100' se extienden desde los taladros 14 en el extremo de árbol 10, a través de los taladros 34 en el elemento intermedio 30 y hasta en los taladros correspondientes en el extremo de árbol 20.
La figura 4 muestra una sección parcial de la extrusora de doble husillo 100' montada de acuerdo con la forma de realización mostrada en la figura 3 en una vista en planta. Todos los extremos de árbol 10, 20 y los elementos intermedios 30 están configurados con el mismo diámetro exterior Dw de modo que en cada ramal hay una transición sin desplazamiento a lo largo de dos planos de separación T1 T2. El diámetro del círculo primitivo Dt se selecciona de manera que junto a los taladros 14 quede un espesor de pared suficientemente grande en cada caso tanto radialmente hacia dentro, hacia el taladro 11 del medio de control de temperatura en el centro, como radialmente hacia el perímetro exterior.
El plano de separación decisivo para el diseño matemático del acoplamiento de seguridad integrado es el que se salva solo por los pasadores de cizallamiento largos 32, es decir, en este caso, el plano de separación T2. Solo los pasadores de cizallamiento 32 se extienden desde los taladros 14 en el extremo de árbol 10 hasta los taladros 24 en el extremo de árbol 20.
En la figura 5 se muestra otro diseño de una extrusora de doble husillo 100". La configuración de los extremos de árbol 10 con los taladros 14, los elementos de pasador cortos 31 y el elemento intermedio 30 es idéntica a las formas de realización descritas anteriormente. En este sentido, a diferencia de esta forma de realización, en el extremo de árbol 20 se produce una configuración idéntica con otro disco intermedio 30 como en el otro lado. La unión de todos los extremos de árbol 10, 20 y los discos intermedios 30 se realiza a través de tres elementos de cizallamiento 32" en cada caso que están configurados para ser incluso más largos que en la forma de realización anterior, de modo que todos los elementos 10, 30, 20 pueden unirse entre sí.
La Figura 6 muestra otra forma de realización de una extrusora de doble husillo 200. La configuración de los extremos del eje 10 y del elemento intermedio 30 es idéntica en cada caso a la de la forma de realización según las figuras 3 a 5. Diferente de esta es la configuración de los extremos de árbol 220 de los árboles de salida. Cada uno de estos presenta en cada caso un dentado exterior 221. Además del elemento intermedio 30 está previsto un elemento adaptador 240 que está realizado como casquillo y que en su espacio interno está configurado con un dentado interior 241 compatible con el dentado exterior 221 de los extremos del árbol de salida 220. En la cara frontal 245 del elemento adaptador 240 orientada hacia los árboles de husillo de extrusora, que no es visible en la figura 6, están previstos tres taladros adicionales que alojan los pasadores de cizallamiento 32 largos.
En el ejemplo de realización de una extrusora de doble husillo 200' representada en la figura 7, la posición del elemento adaptador 240 y del elemento intermedio 30 está invertida en comparación con la figura 6. En este caso está previsto que los extremos de árbol 210 de los husillos de la extrusora estén provistos de un dentado exterior 211. Sobre esta se encuentra montado el elemento adaptador 240, que presenta en su lado posterior una entalladura con dentado interno, como puede verse en la figura 6. En la cara frontal 245 sobre un círculo primitivo 243 están previstos tres taladros 244 para el alojamiento de los pasadores de cizallamiento 32 largos.
Claims (15)
1. Extrusora de doble husillo (100; 100'; 100"; 200; 200') con acoplamientos de seguridad integrados, que comprende al menos un par de árboles de husillo de la extrusora, cada uno con un extremo de árbol (10; 210) del lado de accionamiento, y un engranaje con dos árboles de salida, cada uno con un extremo de árbol (20; 220 ), en donde un árbol de husillo de extrusora y un árbol de accionamiento respectivamente están dispuestos alineados sobre un eje central común;
caracterizada por que
- el par de extremos de árbol (10; 210) de los árboles de husillo de la extrusora y/o el par de extremos de árbol (20; 220) del engranaje está configurado cilíndrico;
- en las caras frontales (15) de al menos un par de extremos de árbol (10, 20, 210, 220) están previstos varios taladros (14; 24) paralelos al eje central para al menos dos elementos de cizallamiento (32; 32"), y
- los extremos de árbol (10, 20) a través de los elementos de cizallamiento (32; 32") insertados en los taladros (14; 24), que salvan al menos el plano de separación (T; T1 ; T2) configurado entre los extremos de árbol (10, 210) de los árboles de husillo de extrusora y los extremos de árbol (20, 220) del engranaje están acoplados entre sí de manera rígida al par de torsión.
2. Extrusora de doble husillo (100; 100'; 100"; 200; 200') según la reivindicación 1,
caracterizada por que los elementos de pasador de cizallamiento (32; 32'; 32'') están configurados como pasadores cilíndricos.
3. Extrusora de doble husillo (100'; 100''; 200; 200') según la reivindicación 2, caracterizada por que
- entre los extremos de árbol (10, 20; 210, 220) de los husillos de la extrusora y los árboles de accionamiento está insertado en cada caso al menos un elemento intermedio (30) cuyo diámetro exterior no es mayor que la distancia entre centros A entre los extremos de árbol de salida (20; 220);
- el elemento intermedio (30) está unido a través de un primer plano de separación T1 con uno de los extremos de árbol (10, 20; 210, 220) axialmente adyacentes de manera rígida al par de torsión,
- los elementos de cizallamiento (32; 32") en forma de pasador cilíndrico, partiendo del al menos un elemento intermedio (30) insertado salvan al menos un plano de separación T2 hacia el otro extremo de árbol (10, 20; 210, 220), y
- el par de torsión que puede transmitirse en el plano de separación T2 es menor que el par de torsión que puede transmitirse en el plano de separación T1.
4. Extrusora de doble husillo (100') según la reivindicación 3, caracterizada por que
- los extremos de árbol (10, 20; 210, 220) y el elemento intermedio (30) presentan en cada caso al menos dos taladros congruentes (14; 24; 34) y
- al menos una parte de los elementos de cizallamiento (32') se extienden desde taladros (14; 24) en la cara frontal (15; 25) de un extremo de árbol (10, 20) a través de taladros (34) en el elemento intermedio (30) hasta taladros (14; 24) en el otro extremo de árbol (10, 20) en cada caso o en al menos otro elemento intermedio (30) unido a este o un elemento adaptador (240).
5. Extrusora de doble husillo (100'; 100''; 200; 200') según la reivindicación 3 o 4, caracterizada por que el elemento intermedio (30) está conectado con los extremos de árbol (10, 20; 210, 220) axialmente adyacentes a través de pasadores cilíndricos (31) que se extienden desde taladros (14; 34) en la cara frontal (15, 25) del extremo de árbol (10, 20; 210, 220) hasta taladros (34) en el elemento intermedio (30).
6. Extrusora de doble husillo (100'; 100''; 200; 200') según la reivindicación 5, caracterizada por que los pasadores cilíndricos (31) para la unión del elemento intermedio (30) a un extremo de árbol (10, 20; 210, 220 ) y los elementos de cizallamiento (32; 32") están dispuestos en un círculo primitivo común (13; 33).
7. Extrusora de doble husillo (100; 100'; 100''; 200; 200') según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que están previstos al menos dos pasadores cilíndricos (31) y al menos dos elementos de cizallamiento (32; 32" ) que están dispuestos en un círculo primitivo común (13; 33) en una división angular uniforme.
8. Extrusora de doble husillo (100') según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que están previstos dos elementos intermedios (30), cada uno de los cuales está unido con un extremo de árbol (10, 20) de manera rígida al par de torsión, y por que al menos una parte de los elementos de cizallamiento (32') en forma de pasador se extiende desde taladros (14) en la cara frontal (15) de un extremo de árbol (10) a través de ambos elementos intermedios (30)
hasta taladros en el otro extremo de árbol respectivo (20) en cada caso.
9. Extrusora de doble husillo (200) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que
- al menos uno de los extremos de árbol (220) de los árboles de salida y/o al menos uno de los extremos de árbol (210) de los husillos de la extrusora presenta en cada caso un dentado exterior (211,221);
- para cada extremo de árbol (210, 220) dentado está previsto un casquillo intermedio (240) que presenta un dentado interior (241) que puede colocarse sobre el dentado exterior (211,221) del extremo de árbol (210, 220) y - en la cara frontal (245) del casquillo intermedio (240) se practican varios taladros (244) para los elementos de cizallamiento (32; 32").
10. Extrusora de doble husillo (100) según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los extremos de árbol (10, 20) se encuentran con sus caras frontales (15, 25) directamente unos frente a otros y, están acoplados a través de los elementos de cizallamiento (31,32) insertados en los taladros (14, 34) que salvan el plano de separación (T) entre los extremos de árbol (10, 20).
11. Extrusora de doble husillo (100'; 100''; 200; 200') según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el diámetro Dt del círculo primitivo (13) de los taladros (14) corresponde a de 0,5 a 0,9 veces el diámetro exterior Dw.
12. Extrusora de doble husillo (100'; 100''; 200; 200') según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los ejes centrales de los árboles de husillo de la extrusora (10; 210) están alineados paralelos entre sí y porque el diámetro exterior Dw de los extremos de árbol (10, 20; 210, 220) corresponde a de 0,8 a 1,0 veces la distancia entre centros A.
13. Extrusora de doble husillo (100'; 100''; 200; 200') según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los árboles de husillo de la extrusora (10; 210) están configurados cónicos y los ejes centrales de los árboles de husillo de extrusora ( 10; 210) están orientados en un ángulo mayor de 0°.
14. Extrusora de doble husillo (100'; 100"; 200; 200') según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que los elementos de cizallamiento (32; 32") pueden fijarse axialmente en al menos uno de los extremos de árbol (10, 20; 210, 220) a través de medios de arrastre de forma.
15. Extrusora de doble husillo (100'; 100''; 200; 200') según la reivindicación 13, caracterizada por que los elementos de cizallamiento (32; 32") presentan en cada caso al menos una ranura, una cavidad o una escotadura en la que al menos se engancha un elemento de seguridad introducido desde la cara externa del extremo de árbol.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202019106047.6U DE202019106047U1 (de) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | Doppelschneckenextruder mit Sicherheitskupplung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2915670T3 true ES2915670T3 (es) | 2022-06-24 |
Family
ID=68725145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES20170945T Active ES2915670T3 (es) | 2019-10-30 | 2020-04-22 | Extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad integrados |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3815875B1 (es) |
| DE (1) | DE202019106047U1 (es) |
| ES (1) | ES2915670T3 (es) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4420857B1 (de) * | 2023-05-24 | 2025-04-23 | Flender GmbH | Kupplungselement für einen extruder |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9817424D0 (en) | 1998-08-11 | 1998-10-07 | Smithkline Beecham Plc | Novel compounds |
| DE502006000843D1 (de) * | 2006-03-04 | 2008-07-10 | Coperion Werner & Pfleiderer | Schneckenwellen-Kupplung |
| DE202014102449U1 (de) | 2014-05-26 | 2015-08-27 | Hans Weber Maschinenfabrik Gmbh | Doppelschneckenextruder mit Abscherelement |
| DE112014006855B4 (de) * | 2014-08-06 | 2024-05-16 | Entek Manufacturing, LLC | Extruderschneckenwellen-Ausrichtungsvorrichtung und -verfahren |
| JP6256842B2 (ja) * | 2015-03-05 | 2018-01-10 | ヘンケ プロパティー ユーゲー（ハフトゥングスベシュレンクト） | 溶融プラスチックを工具から押し出すための加圧溶融ポンプ |
| DE102017106454A1 (de) | 2017-03-24 | 2018-09-27 | Veka Ag | Sicherheitskupplung für einen Doppelschneckenextruder |
-
2019
- 2019-10-30 DE DE202019106047.6U patent/DE202019106047U1/de active Active
-
2020
- 2020-04-22 EP EP20170945.8A patent/EP3815875B1/de active Active
- 2020-04-22 ES ES20170945T patent/ES2915670T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3815875B1 (de) | 2022-03-09 |
| DE202019106047U1 (de) | 2019-11-11 |
| EP3815875A1 (de) | 2021-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2302041T5 (es) | Disco de freno, especialmente para un vehículo sobre carriles | |
| BR102018001280B1 (pt) | Engrenagem planetária, trem de acionamento, e, instalação de energia eólica | |
| ES2915670T3 (es) | Extrusora de doble husillo con acoplamientos de seguridad integrados | |
| EP0152262B1 (en) | Means for use in connecting a drive coupling to a non-splined end of a pump drive member | |
| ES2384012T3 (es) | Una turbina eólica, un procedimiento para acoplar un primer componente de tren de accionamiento del tren de accionamiento de una turbina eólica con un segundo componente de tren de accionamiento del tren de accionamiento, y uso de una turbina eólica | |
| ES2748676T3 (es) | Acoplamiento de torsión doble elástico | |
| JP4819284B2 (ja) | 工具継手 | |
| ES2423819T3 (es) | Juegos de engranajes y diferenciales que comprenden un engranaje frontal helicoidal | |
| ES2319516T3 (es) | Engranaje de un arbol de levas con dos discos giratorios dipuestos uno dentro de otro y unidos uno con otro por un disco oscilante. | |
| BR102015017341B1 (pt) | Sistema de lubrificação de conjunto de engrenagens, e, método para lubrificar uma engrenagem | |
| ES2977483T3 (es) | Acoplamiento de eje | |
| BRPI0718017A2 (pt) | Diferencial de tração completa com engrenagem híbrida. | |
| CZ181897A3 (en) | Clamping system | |
| ES2313432T3 (es) | Fresa. | |
| JP2010516979A (ja) | ネジ切りによる軸−ハブ連結 | |
| BR102017024824B1 (pt) | Mastro de rotor | |
| KR100864105B1 (ko) | 압출기 스크류, 압출기 및 샤프트-허브 연결체 | |
| ES2901454T3 (es) | Acoplamiento de seguridad para una extrusora de doble husillo | |
| US4464140A (en) | Torque transmitting coupling | |
| ES2377252T3 (es) | Freno de disco | |
| ES3038292T3 (en) | Integrated design of a sun shaft | |
| ES2911294T3 (es) | Elemento de accionamiento para la transmisión de un par de torsión a un casquillo de inserto roscado | |
| US157427A (en) | Improvement in shaft-couplings | |
| ES2988697T3 (es) | Mecanismo de bloqueo automático | |
| ES2304032T3 (es) | Acoplamiento de arbol-cubo con un casquillo que absorbe un momento de deslizamiento. |