DE2617187A1 - Spurlagerung fuer eine einer hohen axiallast unterworfene welle, insbesondere fuer eine transportschneckenwelle in einer extrudiermaschine mit mehreren zusammenarbeitenden transportschnecken - Google Patents

Description

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Dipl. Ing. H. Vv';;i-!nn:i··, Ik i. P'.ry.'.. Dr. K. Fincke

Dipl. Ing. F. Λ. V.Vi. k :.:;·■. !".I. Cii.:r.. B. Hubcr

8 München iiü, 1,LiLUUu 22

SOFISA (Soci§t€ Financiere S.A.) Luxembourg (Luxembourg)

Spurlagerung für eine einer hohen Axiallast unterworfene Welle, insbesondere für eine Transportschneckenwelle in einer Extrudiermaschine mit mehreren zusammenarbeitenden Transportschnecken

Die Erfindung betrifft eine Spurlagerung für eine einer hohen Axiallast unterworfene Welle, insbesondere für eine Transportschneckenwelle in einer Extrudiermaschine mit mehreren zusammenarbeitenden Transportschnecken.

Die Ausbildung der Spurlagerung einer solchen Transportschneckenwelle bereitet etliche Schwierigkeiten, weil solche Wellen im Betrieb sehr starken Axiallasten unterworfen sind, und weil für das"gute Funktionieren der Extrudiermaschinen es erforderlich ist, dass solche Transportschnecken bzw. ihre Wellen sich nahe beieinander befinden. Der Konstrukteur ist deshalb gezwungen, eine solche Spurlagerung so auszubilden, dass deren Platzbedarf in Querrichtung sehr gering ist. Man hat schon versucht, für diese Aufgabe eine Lösung zu finden, die darin besteht, am einen Ende mindestens einer der Schnecken eine Axiallagerung

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vorzusehen, die mehrere hintereinander geschaltete Lager aufweist. Diese Lager können Gleitlager mit Druckschmierung oder Wälzlager sein. Es ist jedoch wesentlich, dass bei der Montage von solchen Lagern ihre feststehenden Teile in Axialrichtung mit solcher Genauigkeit fixiert ist, dass die Gesamtaxiallast gleichmässig auf die einzelnen Lager verteilt wird. Es ist nämlich jedes Lager so dimensioniert, dass, es im Betrieb maximal ausgelastet wird mit der Folge, dass bei Ungleichheiten in der Verteilung der Gesamtlast die. einzelnen Lager unweigerlich Ueberlastungen ausgesetzt sind.

.In Spurlagerungen, deren Einzellager solche mit Walzen sind, wurde schon vorgesehen, zwischen den feststehenden Lagerelementen der einzelnen Lager kalibrierte Hülsen einzusetzen, die befähigt sind, unter dem Einfluss einer eine bestimmte Grenze überschreitenden Last elastisch nachzugeben, so dass die Ungleichmässiqkext in der Lastverteilung, die auf Fabrikationstoleranzen zurückzuführen sind, durch die elastische Deformation der zwischengesetzten Hülsen einigermassen ausgeglichen werden. Diese Lösung hat sich jedoch nicht als genügend zuverlässig erwiesen. Ausserdem hat sie zu Spurlagerausbildungen geführt, deren Durchmesser so gross ist, dass es nicht möglich ist, die Transportschnecken genügend nahe beieinander anzuordnen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, für eine Spurlagerung der eingangs erwähnten Gattung eine Ausbildung aufzuzeigen, welche, bezogen auf den Durchmesser des Wellenelementes, dem diese Axiallagerung zugeordnet ist, eine sehr hohe Belastung aushält, und die zudem so ausgebildet ist, dass ein Wellenelement einer benachbarten Schnecke in unmittelbarer Nachbarschaft von demjenigen Wellenelement angeordnet werden kann, das durch die Lagerung abgestützt wird.

Ausgehend von einer Spurlagerung für eine einer hohen Axial-

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last unterworfene Welle, insbesondere für eine Transportschnekkenwelle in einer Extrudiermaschine mit mehreren zusammenarbeitenden Transportschnecken, mit einem Support, zwei Serien von Lagerelementen, die paarweise in der Weise zusammenarbeiten, dass sie eine Serie von hintereinandergeschalteten Lagern bilden, wobei die Lagerelemente der einen Serie mit einem aus der Welle bestehenden ersten.Organ drehfest verbunden sind, wogegen die Lagerelemente der zweiten Serie an einem aus dem Support bestehenden zweiten Organ gegen Drehung abgestützt sind, ferner mit Mitteln zur Ermöglichung der Axialeinstellung der Lagerelemente der einen der beiden Serien unter der Einwirkung der an der Welle einwirkenden Axiallast derart, dass auf die Lager gleichmässig verteilt wird, wird die Lösung der Aufgabe darin gesehen, dass besagte Mittel eine Mehrzahl von Lastverteilgliedern aufweisen, die zwischen den einstellbaren Lagerelementen·' und dem Organ eingesetzt sind, mit dem diese Lagerelemente drehfest verbunden sind, wobei jedes Lastverteilglied direkt oder indirekt durch zwei dieser einstellbaren Lagerelemente belastet ist, und zwar dies bzw. jenseits seiner Abstützstelle.

Eine derart ausgebildete Spurlagerung kann nicht nur Verwendung finden für die Lagerung einer Schnecke in einer Extrudiermaschine mit mehreren Schnecken; vielmehr kann sie auch überall dort benützt werden, wo es erforderlich ist, irgendeinem Mechanismus in unmittelbarer Nähe einer Welle anzuordnen, die einer besonders hohen Axiallast unterworfen ist.

Inbezug auf weitere Besonderheiten und Vorteile von Ausführungsformen wird auf die nachfolgende Beschreibung und die Unteransprüche hingewiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beispielsweise erläutert. In dieser zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Spurlagerung,

Fig. 2 einen Längsschnitt dieser Ausführungsförm, und zwar nach einer Ebene, welche die geometrische Achse der zu lagernden Welle Und einer unmittelbar neben derselben angeordneten Welle enthält, und

Fig. 3 einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemässen Spurlagerung.

Einleitend sei darauf hingewiesen, dass die Fig. 1 die Spurlagerung einer vertikalen Welle aufzeigt, obwohl in Extrudiermaschinen die Schneckenwellen normalerweise horizontal angeordnet sind. Die Lageranordnung weist sechs Axialwälzlager auf, von denen aber nur eines, das mit 1 bezeichnet ist, dargestellt ist; dabei ist noch zu erwähnen, dass diese Einzellager als Wälzelemente

Rollen oder Kugeln aufweisen können. Das feste Lagerelement von jedem solchen Lager ist drehfest mit einem schwimmenden Stützring verbunden ; die sechs somit vorhandenen, schwimmenden Stützringe sind mit 2, 3, 4, 5, 6, 7 bezeichnet, sie sind hintereinander geschaltet und auf einem Wellenteil 60 angeordnet, mit denen die drehenden Lagerelemente der Lager 1 drehfest verbunden sind. Die Ringe 2-7 sind je durch zwei schwimmende Stützstangen 12, 22; 13, 23; 14, 24; etc. abgestützt. Alle diese Stützstangen sind zur Achse der Spurlagerung parallel und sind am einen Ende der Spurlagerung mittels einer zusammenfassend mit 8 bezeichneten Anordnung von Lastverteilgliedern auf einer Stützscheibe 9 abgestützt, die ihrerseits mittels eines Paares von Ringen 10, die an einer kugeligen Fläche aneinanderliegen auf einem Stützteil 53 abgestützt ist, der zum Support der Lagerung gehört (vgl. hiezu die Fig. 2). Die Vorderseite der Stützscheibe 9 ist plan; sie stützt mittels zweier Walzen 31 und 32 zwei primäre Lastverteilglieder (Hebel) 33 und 34 ab.

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Diese beiden Lastverteilglieder sind,"ebenso wie die andern, zumindest funktionell zweiarmige Hebel und sie sind in der Ausführung nach Fig. 1 und 2 als Stäbe ausgebildet. Die primären Lastverteilglieder 33 und 34 sind zueinander parallel und ihre Lagerteile, die aus den Walzen 31 und 32 bestehen,

haben eine gemeinsame Achse. An einem seiner Enden stützt jει

des der Lastverteilglieder 33, 34 ein sekundäres Lastverteilglied 35 bzw. 36 ab und an seinem andern Ende stützt es eine Untereinheit ab, die aus drei sekundären Lastverteilgliedem 37', 38, 39 bzw. 40, 41, 42 besteht. Die Lastverteilglieder 35, 38, 39, 36, 41, 42 stützen direkt die schwimmenden Stäbe 12, 22; 13, 23; 14, 24; etc. ab. Das durch die schwimmenden Stäbe, die Lastverteilglieder und die·Stützscheiben gebildete gelenkige System nimmt notwendigerweise unter dem Einfluss des den Wellenteil 60 stützenden Axialschubes eine solche Lage ein, dass die einzelnen Lager 1 gleichmässig belastet sind.

Die Spurlagerung weist des weiteren Führungsmittel auf, die dazu bestimmt sind, die Stützringe 2 - 7 in einer permanenten Orientierung festzuhalten unter der Einwirkung der geringen Drehkraft, die wegen der in den Lagern wirksamen Reibung auf die feststehenden Teile der Lager einwirkt. In der hier beschriebenen Ausführungsform sind diese Führungsmittel durch Ausnehmungen 2a, 3a, 4a, usw. gebildet, welche an dem Umfang der Stützringe 2-7 ausgebildet sind und an einem Führungselement 50 anliegen, das sich in der Nähe der Lagerung befindet. Dieses Führungselement kann in sehr geringem Abstand von der Achse der Lagerung angeordnet sein und kann vorzugsweise aus einem Längsabschnitt einer Schneckenwelle bestehen, deren Schnecke mit derjenigen zusammenarbeitet, die mit dem Element 60 verbunden ist. Andere Führungsmittel könnten anstattdessen vorgesehen sein zur Erfüllung dieser Führungsfunktion, wie dies weiter unten noch erläutert wird.

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Die Fig. 2 veranschaulicht schematisch die konstruktive Ausbildung der Spurlagerung. Diese weist ein feststehendes Gehäuse 51 auf, dessen Einzelheiten nicht gezeigt sind, das aber zwei Lageraugen 52 und 53 hat, von denen jedes zwei Durchbohrungen hat, die paarweise eine gemeinsame Achse haben und mit 54, 55 bzw. 56, 57 bezeichnet sind. Die Bohrungen 55 und 57 halten Kugellager 58 bzw. 59 welche das Wellenelement 60 lagern, welches am hinteren Ende von einer der Schnecken der Extrudiermaschine vorliegt. Die Oeffnungen 54 und 56 dienen nur zum Durchlass des Wellenelementes 50, das sich am hinteren Ende der anderen Schnecke befindet. Diese zweite Schnecke ist auch durch Radiallager und eine Spurlagerung gelagert, jedoch sind diese Teile weiter hinten angeordnet und deshalb nicht dargestellt. Das Lagerauge 53 trägt auch das Pendelringpaar 10 dessen beweglicher Teil die Stützscheibe 9 abstützt. Diese hat ebenso wie die Stützscheiben 2-7 eine Ausnehmung 9a, die den Dimensionen des Wellenteiles 50 angepasst ist.

Die Fig. 2 zeigt in Abwicklung eine Hälfte der Anordnung 8 von Lastverteilgliedern, zu welcher der primäre Lastverteilhebel 34, die Gruppe von Lastverteilhebeln 40, 41, 42 und der sekundäre Lastverteilhebel 36 gehören. Der Lastverteilhebel 34 ist durch die Walze 32 abgestützt, wogegen die Lastverteilhebel 40 und 36 durch die Walzen 61 bzw. 62 abgestützt sind; die Lastverteilhebel 41 und 42 sind durch die Walzen 63 und 64 abgestützt. Alle diese Walzen bestehen aus gehärtetem Stahl und liegen in Nuten, die in die Lastausgleichshebel eingearbeitet sind, um dadurch eine Zentrierung der verschiedenen Elemente zu gewährleisten.

Aus der Fig. 2 sind auch die schwimmenden Abstützstäbe 22, 23 24, 25, 26 und 27 ersichtlich. Diese haben an ihren beiden Enden eine stumpfkegelige Anschrägung. Die Lastverteilhebel 36, 41, 42 haben in ihrer den Lagern 1 zugewendeten Seite kegelige Vertiefungen, welche diese Anschrägungen aufnehmen. Jeder der Stützringe 3-7 hat eine Anzahl von Löchern wie 66 (Fig. 1) für den Durchlass der Stabe, die vor ihm platzierte Stützringe

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abstützen. Diese Löcher sind im Durchmesser so bemessen, dass die Stäbe in ihnen frei gleiten können. An ihrem den Lagern . 1 zugewendeten Enden haben die Stützstäbe 12 - 17 und 22 auch eine Anschrägung; diese ist in einer konischen Vertiefung 67 des von den betreffenden Stäben abgestützten Stützringes aufgenommen; eine dieser Vertiefungen im Stützring 7 ist in der Fig. 2 eingezeichnet.

Die Lager 1 sind auch in der Fig. 2 eingezeichnet. Man sieht dort, dass die Lagerelemente bzw. -ringe, die mit dem Wellenteil drehfest verbunden sind, direkt auf diesem festsitzen und Axialrichtung mittels je eines Sprengringes 68 am Wellenteil abgestützt sind. . \

Zum Zusammenhalten der Lageranordnung dient eine Mutter 69, die auf dem Wellenteil aufgeschraubt ist und am inneren Laufring des Lagers 59 anliegt. Der Wellenteil könnte sich nach hinten aus der Lageranordnung heraus erstrecken, um dort beispielsweise ein Zahnritzel oder eine Riemenscheibe zu tragen, die zum Drehantrieb dieses Wellenteiles bzw. der zugehörigen Schnecke dient. Ein solches Antriebsteil könnte natürlich anstattdessen an einer anderen Stelle angeordnet sein.

Wie schon angedeutet, könnte die Beibehaltung der Orientierung der Stützringe 2-7 durch andere Mittel als die Ausnehmungen 2a - 7a gewährleistet sein. Es könnte z.B. in jedem der Stützringe 2-7 eine runde Oeffnung oder eine profilierte Ausnehmung vorgesehen sein und in dieselbe ein feststehendes Element eingreifen, wie etwa ein zylindrischer Stab oder ein keilförmiges ,Element, der bzw. das am Gestell der Lageranordnung festsitzen würde und dabei die Orientierung der Stützringe gewährleisten würde. Der Eingriff dieses keilförmigen Elementes o.dgl. in die Ausnehmungen o.dgl. sollte mit einem sorgfältig erwählten Spiel erfolgen, so dass die Orientierung der Stützringe mit der erforderlichen Genauigkeit gewährleistet wird, ohne jedoch die Längsbewegungen der Stäbe beim Einlaufen oder bei Temperatur-

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Veränderungen zu beeinträchtigen.

Für die Wirkverbindung zwischen den Stützringen, den schwimmenden Stützstäben und den Lastverteilgliedern könnte man anstelle der konischen Anschrägungen der Stäbe und der konischen Vertiefungen in den Stützringen und in den Lastverteilgliedern Elemente vorsehen, die aus den Stützringen uhd aus den Lastverteilgliedern herausragen und mit einem daran vorhandenen kugeligen Teil in Kugelpfannen eingreifen, die in den Stützstäben vorhanden sind. Es sind auch noch andere gleichwertige Ausbildungen denkbar.

Auch hinsichtlich der Ausführung der Lastausgleichglieder in der Anordnung 8 sind Abweichungen von der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausbildung denkbar, in welcher diese Glieder aus rechtwinklig parallelepipedischen Blöcken bestehen, die auf Walzen abgestützt sind. Beispielsweise könnten die primären Lastausgleichsglieder 33 und 34 je mit einer zylindrischen Achse ausgerüstet sein, deren Enden auf Lagerteilen aufliegen, die am Stützring 9 vorhanden sind. Die primären Lastausgleichsglieder könnten dann in Ausnehmungen untergebracht sein, die hiezu im Stützring 9 vorzusehen wären. Anstelle der Walzen 61 bis 64 könnten auch vorstehende Elemente vorgesehen sein, z.B. solche in der Form von Prismen, die an den Lastverteilgliedern einstückig ausgebildet wären, und die beispielsweise in im Profil V-förmigen Nuten aufliegen würden. Sämtliche Lastverteilglieder und Walzen der Anordnung 8 könnten möglicherweise durch einen Käfig zusammengehalten sein.

Des weiteren wäre es denkbar, die schwimmenden Abstützstäbe nicht frei zwischen den Lastverteilgliedern und den Stützringen anzuordnen, sondern sie im Gehäuse der Spurlageranordnung zu führen, so dass die sich nur in einer zur Hauptachse der Spurlageranordnung bewegen können und auch Kräfte nur in dieser Richtung übertrager,. In einer solchen Variante könnten die Stützringe 2-7 ■

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in Querrichtung kleiner ausgebildet sein als in Fig. 1 gezeigt und je zwei radial nach aussen vorstehende Lappenansätze haben, welche auf den Enden der sie stützenden beiden Stäben aufliegen. Zwischen den von ihnen gestützten Stützringen und den Lastverteilgliedern könnten dann die Stäbe 12, 22; 13, 23; 14, 24; usw. in am Gehäuse der Spurlageranordnung fest eingesetzten Führungsbuchsen praktisch spielfrei geführt sein. In einer derartigen Anordnung könnte dann die Verbindung zwischen den Stützstäben und den von ihnen getragenen Stützringen auch für die Abstützung dieser Stützringe gegen Drehung ausgebildet sein, so dass die vorhin erwähnten für diese Abstützung dienenden Teile, wie z.B. Keilstücke, wegfallen könnten.

Die beschriebene Anordnung sorgt, dafür, dass die auf den Wellenteil 60 einwirkende Axiallast gleichmässig auf sämtliche Einzellager 1 verteilt wird. Diese Einzellager sind nämlich mit den Lastverteilgliedern paarweise wirkverbunden, wobei jedes Paar durch vier Stützstäbe,wie z.B. 13, 23 und 12, 22, und durch zwei Lastverteilglieder 39 und 42 für die beiden oberen Einzellager, abgestützt ist, so dass in jedem Paar die Einzellasten gleichmässig auf die beiden Einzellager dieses Paar verteilt werden. Zwischen den beiden Paaren von oberen Einzellagern, die durch die Lastverteilglieder 39 und 42 für das erste Paar und 38, 41 für das zweite Paar abgestützt sind, erfolgt die Lastverteilung durch die Lastverteilglieder 40 und 37. Diese sorgen somit für eine gleichmässige Verteilung der Kräfte zwischen den vier ersten Einzellagern. Für das dritte Paar von Einzellagern erfolgt eine Lastverteilung zwischen der auch sie einwirkenden Last und jener, die auf die beiden ersten Paare einwirkt, durch die beiden primären Lastverteilglieder 33 und nebst zugehörigen Walzen 31 und 32. Es versteht sich, dass für die Lastverteilglieder 36, 41, 42, 35, 38 und 39 die sie stützenden Walzen in der Mitte des Abstandes zwischen den Auflagestellen der Stützstäbe angeordnet sind. Gleiches gilt für die Lastverteilglieder 37 und 40. Dagegen sind die Walzen 31 und 32 so zu plazieren, dass der Abstand zwischen den Abstütz-

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stellen der sekundären Lastverteilglieder im Verhältnis zu 1/3 zu 2/3 aufgeteilt wird, dies damit auch die Verteilung der Lasten zwischen den Lastverteilgliedern 36 und 40 im gleichen Verhältnis erfolgt. Gleiches gilt für das Lastverteilglied 33. In einer Ausführungsform, die acht Einzellager 1 aufweist, wären vier zusätzliche schwimmende Laststützstäbe vorzusehen, die auf zwei Lastverteilgliedern aufliegen würden, die ihrerseits mit den Lastverteilgliedern 36 und 35 zusammenarbeiten würden, um mittels der beiden, den Teilen 40 und.37 entsprechenden Lastverteilglieder auf die primären Lastverteilglieder 31 und 32 einzuwirken. In diesem Falle müssen sich natürlich die Walzen 31 und 32 in der Mitte der Länge dieser primären Lastverteilglieder befinden. Die erfindungsgemässe Spurlagerung kann also im Prinzip mit einer mehr oder weniger grossen Anzahl von Einzellagern ausgeführt sein und bewirkt einen Ausgleich der Lasten, die auf die einzelnen Lager übertragen werden, wobei hinsichtlich der genauen Abmessungen der Teile und der Positionierung der Lager längs des Wsllenteiles grosse Abweichungen von den Nennmassen zulässig sind.

Ein grosser Vorteil der vorgeschlagenen Spurlagerung erhellt aus der Fig. 1. Man sieht nämlich dort , dass es möglich ist, jede der beiden Hälften der Gesamtheit von Lastverteilgliedern in der Anordnung 8 und auch die zugehörigen Stäbe 12 bis 17 einesteils und 22 bis 27 andernteils innerhalb von Kreissektoren anzuordnen, deren Zentriwinkel eine Grösse von etwa 100 - 110° haben. Da diese beiden Kreissektoren diametral gegenüberliegen, bestehen zwischen ihnen zwei kreissektorförmige Zonen, deren Oeffnungswinkel etwa 70° erreichen kann. Diese beiden Zonen sind über der ganzen Länge der Spurlagerung frei und es ist somit möglich, innerhalb derselben ein der Spurlagerung nicht zugehöriges, fremdes Element anzuordnen, etwa das Wellenelement 50; dabei kann dieses fremde Element in einem Abstand von der Achse der Spurlagerung angeordnet v/erden, der erheblich kleiner ist als der minimale Abstand, der vorgesehen

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werden könnte bei einer Spurlagerung, deren Allgemeinkonstruktion zylindrisch ist, so wie dies der Fall ist bei solchen mit elastisch nachgiebigen Abstandbuchsen zwischen den feststehenden Lagerringen der Einzellager bei bekannten Konstruktionen.

Als spezifisches Beispiel mag' erwähnt sein, dass in einer Extrudiermaschine mit zwei zusammenwirkenden Schnecken, in der das durch die Lager 1 abgestützte Wellenelement einen Durchmesser von 55 mm hat, es möglich ist, die Achsen der beiden Wellen in einem Abstand von etwa 70 mm voneinander anzuordnen, wenn, wie in der dargestellten Ausführung sechs Einzellager vorgesehen sind, und dass mit einer solchen Ausführung eine Last abgestützt werden kann, die bis zu 18 Tonnen betragen kann.

Die in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsform weist eine Serie von sechs Ein*zelspurlagern 101 auf. Jedes solche Einzellager weist ein Lagerelement 102 auf, das drehbeweglich ist und aus einem Ringteil besteht, das eine ebene Wälzfläche 103 hat; jedes Einzellager v/eist des weitern ein nicht drehendes Lagerelement 104 auf, das aus einem Ringteil besteht, das eine ebene Wälzfläche 105 besitzt. Zwischen den Teilen 102 und 104 jedes Einzellagers sind als Rollen ausgebildete Wälzkörper 106 vorgesehen, die in einem Käfig 107 gehalten sind. Die sechs nicht drehenden Lagerelemente 104 sind fest in einem Gestell 108 gehalten, welches den Support der Spurlagerung bildet. Diese sechs nicht drehenden Lagerelemente können beispielsweise mit Reibungsschluss in einer im Support 108 vorhandenen zylindrischen Kammer eingesetzt sein und durch starre Abstandhalteglieder 109 gegeneinander abgestützt sein. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Durchmesser der zentralen Oeffnung dieser nicht drehenden Lagerelemente 104 grosser als jener der zentralen Oeffnung der drehbeweglichen Lagerelemente 102. An seinem vorderen Ende ist der Support 108 an einem Körper 110 befestigt, der einen Teil einer Maschine bilden kann, die eine Welle aufweist, welche im Betrieb einer grossen Axiallast unterworfen

ist; es kann sich hierbei um die Welle einer Schnecke in einer Extrudiermaschine mit mehreren zusammenarbeitenden Schnecken handeln. Diese Axiallast wird auf die Einzellager 101 verteilt durch eine Anordnung 112 von Lastverteilgliedern und eine Anordnung 113 von schwimmenden Wellenelementen. Die Anordnung 112 weist zehn Lastverteilglieder auf,die in Paaren hintereinander geschaltet sind, wobei jedes Paar einem der fünf ersten Einzellager 101 zugeordnet ist. Jedes schwimmende Wellenelement 113 ist einem der Paare von Lastverteilgliedern so zugeordnet, dass der übrigbleibende Teil der Last auf die nachfolgenden Paare von Lastverteilgliedern übertragen wird. Das letzte schwimmende Wellenelement 113 überträgt den übrigbleibenden Teil der Axiallast nicht auf Lastverteilglieder, sondern auf einen Zwischenteil 114 von zylindrisches Gestalt, welcher seinerseits durch das drehbewegliche Element 102 des letzten Einzellagers 101 abgestützt wird. An ihrem vorderen Ende v/eist die Spurlagerung nach Fig. 3 einen zweiten Zwischenteil 115 von zylindrischer Gestalt auf, der zwischen der Welle 111 und dem ersten Paar von Lastverteilgliedern eingesetzt ist.

Jedes Lastverteilglied 112 besteht aus einem starren Körper, der, in Axialrichtung der Welle gesehen,die Form eines Halbkreises hat. Dieser Körper hat zwei zueinander parallele und plane Stirnflächen, eine sich nach einem Durchmesser erstreckende Seitenfläche und eine halbzylindrische Mantelfläche. Die beiden einem Paar angehörenden Lastverteilglieder nehmen so einen zylindrischen Raum ein, der zur Hauptachse der Spurlagerung koaxial ist, wobei die beiden Seitenflächen zueinander parallel sind und symmetrisch zu einer Durchmesserebene angeordnet sind, welche diese Hauptachse der Spurlagerung enthält. Jedes Paar von Lastverteilgliedern ist mit geringem Spiel in die Zentralöffnung eines der nicht drehbaren Lagerelemente 104 untergebracht, mit Ausnahme des ersten Paares, das sich in einer Ausnehmung des Körpers 110 befindet. Jedes Wellenelement 113 wird auch mit geringem Spiel in der Zentralöffnung eines der drehbeweglichen Elemente 102 eingesetzt. Man erhält auf diese

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Weise eine sehr gedrungene Bauart. Die zwischengesetzten Teile 114, 115, die schwimmenden Wellenelemente 113 und die Lastverteilglieder 112 sind aufeinander und auf den Lagerelementen 112 sowie auf der Welle 111 gelenkig abgestützt mittels geradliniger Wälzchen 116, welche die Gelenkachsen bestimmen. Alle diese Wälzchen sind zueinander und auch zur Diametralebene nach der die planen Seitenflächen der Lastverteilglieder orientiert sind, parallel. Diese Wälzchen 116 liegen in im Profil zu ihnen passenden halbzylindrischen Nuten, weichein die ebenen Stirnflächen der an ihnen abgestützten Glieder eingearbeitet sind. So ist z."B. ein Wälzchen 116 zwischen der ebenen Stirnfläche der Welle 111 und einer der Stirnflächen des zwischengesetzten Teiles 115 angeordnet. Die Länge dieses Wälzchens ist etwa gleich dem Durchmesser des zwischengesetzten Teiles 115.

Zwischen diesem zwischengesetzten Teil 115 und dem benachbarten ersten Paar von Lastverteilgliedern sind zwei Gelenkwälzchen 116 angeordnet, und zwar dies-und jenseits der Trennebene zwischen diesen beiden Verteilgliedern,"die ein Paar bilden. Diese beiden Lastverteilglieder stützen sich das eine und das andere auf dem ersten beweglichen Lagerelement 102 und auf dem ersten schwimmenden Wellenteil 113 ab_f und zwar auch v/ieder mittels Wälzchen 116, die zueinander parallel sind. Die Wälzchen 116, welche die Lastverteilglieder 112 des ersten Paares auf dem ersten schwimmenden Wellenelement 113 abstützen, sind näher bei der Trennebene zwischen diesen beiden Lastverteilgliedern angeordnet als die Wälzchen, die zwischen diesen Lastverteilgliedern und dem zwischengesetzten Teil 115 wirksam sind". Dagegen sind die Wälzchen, welche die Lastverteilglieder des ersten Paares auf dem ersten Lagerelement 102 abstützen, in grösserem Abstand von der Trennebene angeordnet als die Wälzchen, welche zwischen dem zwischengesetzten Teil 115 und den beiden ersten Lastverteilgliedern wirksam sind.

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S. «a

Das erste schwimmende Wellenelement 113 ist in der nachfolgend beschriebenen Weise auf den übrigbleibenden Einzellagern abgestützt. Die durch die Welle 111 auf den Zwischenteil 115 ausgeübte Axialkraft verteilt sich also gleichmässig auf die beiden Lastverteilglieder 112 des ersten Paares. Jedes dieser beiden Lastverteilglieder überträgt den von ihm aufgenommenen Lastteil zum einai Teil auf das benachbarte schwimmende Wellenelement 113 und zum andern Teil auf das erste drehbewegliche Lagerelement 102, wobei die Verteilung in einem Verhältnis erfolgte das umgekehrt ist zum Verhältnis der Abstände a und b, die in Radialrichtung gemessen sind einesteils (für den Abstand a) zwischen den Abstützgelenkachsen des Lastverteilgliedes auf dem beweglichen Lagerelement und auf dem zwischengesetzten Teil und andernteils (für den Abstand b) zwischen den Gelenkachsen zwischen zwischengesetztem Teil und schwimmendem Wellenelement (vgl. hiezu die Darstellung am rechten Ende der Fig. 3). Es versteht sich leicht, dass das erste schwimmende Wellenelement 113 sich auf den beiden Lastverteilgliedern 112 des zweiten Paares in genau der gleichen Weise abstützt wie der zwischengesetzte Teil sich auf dem ersten Paar von Lastverteilgliedern abstützt.

Der übertragene Lastanteil wird somit zum einen Teil auf das zweite drehbewegliche Lagerelement 102 und zum andern Teil auf das zweite schwimmende Wellenelement 113 verteilt. Eine ähnliche Verteilung der noch zu übertragenden Lastanteile erfolgt zwischen dem dritten beweglichen Lagerelement und dem dritten schwimmenden Wellenelement; dergleichen erfolgt eine ähnliche Verteilung in den Höhen des vierten und fünften Lagers. Das fünfte Paar von Lastverteilgliedern überträgt den von ihm noch aufgenommenen Lastanteil auf das fünfte Lager und das fünfte schwimmende Wellenelement. Dieses letztere stützt sich auf dem zwischengesetzten zylindrischen Teil 114 ab, und zwar über eine einzige Gelenkwalze 116. Dieser zwischengesetzte Teil 114 stützt sich seinerseits auf dem beweglichen Lagerelement 102 des letzten Lagers 101 mittels zweier Gelenkwalzen 116 ab.

Es genügt, dass die Verhältnisse der Abstände a und b, die in Radialrichtung zwischen den gelenkigen Abstützungen auf der Höhe der verschiedenen Paare von Lastverteilgliedern gemessen werden können, richtig berechnet werden, um zu erreichen, dass die gesamte Axiallast, die auf die Welle 111 einwirkt, gleichmassig auf die verschiedenen Einzellager übertragen wird. In der gezeigten Ausführungsform, in welcher sechs solche Einzellager vorhanden sind, muss das Verhältnis der Hebelarmlängen a zu b gleich 5 zu 1 sein für das erste Paar von Lastverteilgliedern, gleich 4 zu 1 sein für das zeite Paar, gleich 3 zu 1 für das dritte Paar, gleich 2 zu lfür das vierte Paar und gleich 1 zu 1 für das fünfte Paar sein. Somit gilt für die Gelenke, welche das fünfte Paar von Lastverteilgliedern mit den mit diesen zusammenarbeitenden Gliedern verbinden, das Verhältnis a = b so wie dies aus der Fig. 3 ersichtlich ist. Der verbleibende Lastanteil, der am letzten schwimmenden Wellenteil 113 einwirkt,·wird vollständig auf das letzte drehbewegliche Lagerelement 102 übertragen durch den zwischengesetzten Teil 114.

Mit der aufgezeigten Konstruktion erhält man eine Spurlagerung, die sehr robust ist und deren Platzbedarf in Querrichtung sehr beschränkt ist. Unbekümmert um die Anzahl von Einzellagern, die in Reihenschaltung hintereinander wirken, um gesamthaft die an der Welle wirksamen Axiallast aufzunehmen, wird diese letztere gleichmässig auf die verschiedenen Einzellager übertragen, dank der Beweglichkeit des Gelenkesystems, das durch die Gesamtheit von Lastverteilgliedern und die Gesamtheit von schwimmenden Wellenelementen gebildet wird. In einer Ausführungsvariante könnten die Gelenkwalzen 116 durch dreieckige Rippen an den Lastverteilgliedern 112 und an den zwischengesetzten Teilen 114 und 115 ersetzt sein.

In der gezeigten Ausführungsform sind sämtliche Gelenkachsen zueinander parallel. Es genügt aber, dass die Achsen der sechs Gelenke, die an einem Paar von Lastverteilgliedern wirksam sind, zueinander parallel sind? hingegen kann die Orientierung

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von einem Satz von Gelenkachsen zum andern verschieden sein.

In den beiden beschriebenen Ausführungsformen sind die mechanischen Elemente, welche die gleichmässige Verteilung der Last auf die Einzellager gewährleisten, robuste und einfache Bauelemente, welche praktisch keiner Abnützung unterworfen sind und sich automatisch einstellen wenn die Lagerung unterLast gesetzt wird. In beiden Ausführungen kann die Spurlagerung
recht erhebliche Lastspitzen unbeschadet aufnehmen. Die Aussage "Mehrzahl von Lastverteilgliedern" im nachfolgenden Anist
spruch^im allgemeinen Sinn aufzufassen und soll alle denkbaren mechanischen, hydraulischen und andern Vorrichtungen umfassen, welche Eigenschaften hat, die dem beschriebenen System äquivalent sind. So ist es z.B. möglich, die Lastverteilgliederanordnung 8 durch einen Block von auf der Scheibe 9 montierten Zylindern zu ersetzen. In jedem Zylinder arbeitet dann ein Kolben, dessen Achse zur Hauptachse der Lagerung parallel ist. Die Zylinder sind mit einer Flüssigkeit gefüllt und zur Herbeiführung der hebelartigen Uebertragung miteinander geeignet in Verbindung gesetzt. Jeder der Stäbe 12 - 17 und 22 - 27 stützt sich auf einem dieser Kolben ab. Man erhält auf diese Weise auch eine gleichmässige Verteilung der Gesamtlast auf die einzelnen
Stützringe 3-7.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   [I.) Spur lagerung für eine einer hohen Axiallast unterworfene welle, insbesondere für eine Transportsehneckenwelle in einer Extrudiermaschine mit mehreren zusammenarbeitenden Transportschnecken, mit einem Support, zwei Serien von Lagerelementen, die paarweise in der Weise zusammenarbeiten, dass sie eine Serie von hintereinandergeschalteten Lagern bilden, wobei die Lagerelenente der einen Serie mit einem aus der Welle bestehenden ersten Organ drehfest verbunden sind, wogegen die Lagerelemente der zweiten Serie an einem aus dem Support bestehenden zweiten Organ gegen Drehung abgestützt sind, ferner mit Mitteln zur Ermöglichung der Axialeinstellung der Lagerelemente der einen der beiden Serien unter der Einwirkung der an der Welle einwirkenden Axiallast derart, dass auf die Lager gleichmässig verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Mittel eine Mehrzahl von Lastverteilgliedern aufweisen, die zwischen den einstellbaren Lagerelementen und dem Organ eingesetzt sind, mit dem diese Lagerelemente drehfest verbunden sind, wobei jedes Lastverteilglied direkt oder indirekt durch zwei dieser einstellbaren Lagerelemente belastet ist, und zwar dies-bzw. jenseits seiner Abstütztstelle.

   '2. Spurlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbaren Lagerelemente solche sind, die inbezug auf den Support feststehend sind.

   3. Spurlagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbaren Lagerelemente (2-7) in Axialrichtung durch schwimmende Stützstäbe (12 -17, 22 - 27) axial abgestützt sind, welche sich an den besagten Lastverteilgliedern abstützen, und dass diese letzteren durch eine Stützscheibe (9) abgestützt sind.

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   4. Spurlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastverteilglieder um die Achse der Spurlagerung verteilt und um eine Achse schwenkbar gelagert sind, die sich inbezug auf die Achse zur Spurlagerung radial erstreckt.

   5. Spurlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der einstellbaren Lagerelemente auf zwei Stützstäben abgestützt ist, die sich parallel zur Hauptachse der Spurlagerung erstrecken und auf diametral gegenüberliegenden Seiten dieser Hauptachse gelegen sind.

   6. Spurlagerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Lagerelemente paarweise auf der Gesamtheit von Lastverteilgliedern abgestützt sind, wobei die vier Stäbe, welche jedem Paar von beweglichen Lagerelementen zugeordnet sind, sich auf zwei zueinander parallelen Lastverteilgliedern abstützen, die dies- und jenseits der Achse der Spurlagerung angeordnet sind.

   7. Spurlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtheit von Lastverteilgliedern ein Paar von primären Lastverteilgiisdern aufweist, das sich auf der Stützscheibe (9) abstützt, sowie sekundäre Lastverteilglieder, die durch die primären Lastverteilglieder gestützt sind.

   8. Spurlagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei sekundäre Lastverteilglieder an ihren Enden je zwei Lastverteilglieder abstützen, auf welchen sich schwimmende Stützstäbe abstützen.

   9. Spurlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmenden Stützstäbe und die Lastverteilglieder um die Achse der Spurlagerung in zwei Kreissektoren verteilt sind, die einander diametral gegenüberliegen und je einen Oeffnungswinkel von etwa 110 haben.

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   10. Spurlagerung nach Anspruch 9, in welcher sechs Einzellager vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes pritnäre Lastverteilglied an einem Ende ein sekundäres Lastverteilglied abstützt, das seinerseits zwei Lastverteilglieder abstützt, auf denen zwei schwimmende Stützstäbe abgestützt sind, und dass jedes primäre Lastverteilglied an seinem anderen Ende ein Lastverteilglied.abstützt, auf dem sich schwimmende Stütz stäbe abstützen, wobei die Lagerstelle jedes primären Lastverteilgliedes den Abstand der Lagerstellen der sekundären Lastverteilglieder in einem Verhältnis von 1/3 und 2/3 unterteilt.

   11. Spurlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie feststehende Führungsmittel aufweist, die dazu bestimmt sind, die Orientierung der drehbeweglichen Lagerelemente beizubehalten .

   ti

   12. Spurlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einstellbaren Lagerelemente solche sind, die mit der Welle drehbeweglich sind. «

   13. Spurlagerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastverteilglieder (L12) in Reihenschaltung von hintereinandergeschalteten Paaren verteilt sind, wobei die beiden Lastverteilglieder jedes Paares sich einerseits auf einem drehbeweglichen Lastverteilglied (102) und andererseits auf einem schwimmenden Wellenabschnitt (113) abstützen, das dieselbe Achse hat wie die Hauptachse der Spurlagerung, und dass jedes solche schwimmende Wellenelement mit Ausnahme des letzten sich seinerseits auf zwei Last verteilgliedern des nachfolgenden Paares abstützt.

   14. Spurlagerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastverteilglieder mit den beweglichen Lagerelementen und den schwimmenden Wellenelementen durch parallelachsige Gelenke (116) verbunden sind.

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   - 2 Ω

   15. Spurlagerung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke als wesentliche Teile Wälzchen aufweisen, die in Nuten greifen, welche in den Lastverteilgliedern und den drehbeweglichen Lagerelementen bzw. den schwimmenden Wellenelementen eingearbeitet sind.

   16. Spurlagerung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lastverteilglied aus einem starren Körper besteht, der in der Richtung der Hauptachse der Lagerung gesehen Halbkreisform hat, wobei die beiden Lastverteilglieder eines Paares sich mit ihrer nach einem Durchmesser erstreckenden Seitenfläche gegenüberliegen.

   17. Spurlagerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzellager Wälzspurlager sind, deren Walzelemente aus Rollen bestehen, welche an flachen Laufflächen eines drehbeweglichen und eines feststehenden Lagerelementes arbeiten.

   18. Spurlagerung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass

   Teil
   ein erster zwischengesetzter (115KvOn zylindrischer Form zwischen dem Ende der Welle (111) und dem ersten Paar von Lastverteilgliedern und ein zweiter zwischengesetzter Teil (114) von zylindrischer Form zwischen dem letzten schwimmenden Wellen element und dem letzten Lager eingesetzt ist, wobei diese zwischengesetzten Teile je mit dem ihm vorgeschalteten Element durch ein Gelenk verbunden ist, dessen"Achse zu den Achsen der Lastverteilglxeder parallel ist.