DE8421405U1 - Device for recording and recording the axial forces of a machine with a shaft - Google Patents

Description

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Einrichtung zur Erfassung und Aufnahme der Axialkräfte einer eine Welle aufweisenden Maschine Device for recording and recording the axial forces of a machine with a shaft

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung und Aufnahme der von einer eine treibende oder angetriebene Weile aufweisenden Maschine auf das Axiallager der Welle ausgeübten Axialkräfte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for detecting and recording the from a driving or driven While having the machine on the axial bearing of the shaft exerted axial forces according to the generic term of Claim 1.

Maschinen im Sinne dieser Erfindung sind solche Maschinen, bei denen infolge einer axialen Vorschubbewegung einer Arbeitsspindel oder eines Werkzeugs bzw. Werkstücks oder infolge der Drehung der Arbeitsspindel Reaktionskräfte auftreten, die von einem Axiallager der Maschine aufgenommen werden müssen und in hierfür ausgelegte Konstruktionselemente, wie Lagergehäuse und Maschinenrahmen, eingeleitet werden. Solche Maschinen sind beispielsweise Werkzeugmaschinen, Spindelpressen, Axialverdichter, -pumpen und -turbinen oder Schneckenpressen, insbesondere Schneckenstrangpressen zum Plastifizieren und Ausstoßen von plastifizierbaren Polymeren.Machines in the context of this invention are those machines in which, as a result of an axial feed movement, a Work spindle or a tool or workpiece or reaction forces occur as a result of the rotation of the work spindle, which have to be taken up by an axial bearing of the machine and in construction elements designed for this purpose, such as bearing housings and machine frames. Such machines are, for example, machine tools, Screw presses, axial compressors, pumps and turbines or screw presses, in particular screw extruders for plasticizing and ejecting plasticizable polymers.

Beim Einziehen von Polymergranulat und zum Ausstoßen des Plastifikats bzw. der Schmelze in das an den Ausstoßkanal angeschlossene Strangpreßwerkzeug treten entsprechend dem Massedruck in den Arbeitszonen der Schneckenpresse hohe Axialkräfte auf, die von den Axiallagern für die Schneckenwelle aufgenommen werden müssen und den Zylinder der Schneckenpresse insbesondere auf Zug beanspruchen. Die auftretenden Axialkräfte sind wahrend des BetriebesWhen drawing in polymer granulate and for ejecting the plasticate or the melt into the at the ejection channel connected extrusion tools occur according to the melt pressure in the working zones of the screw press high Axial forces that have to be absorbed by the axial bearings for the worm shaft and the cylinder of the Stress the screw press in particular on train. The axial forces that occur are during operation

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nicryt konstant, sondern einerseits stark abhängig von den Eigenschaften des verarbeiteten Kunststoffes und den hierbei eingestellten und nachgeregelten Verarbeitungsbedingungen sowie andererseits von konstruktiven Gegebenheiten, wie Auslegung der Schnecke, Verwendung einer Nutenbüchse in der Einzugszone oder Verwendung von Misch- und Scherelementen, die auf dem Weg zur Ausstoßzone durchströmt werden müssen.nicryt constant, but on the one hand strongly dependent on the Properties of the processed plastic and the processing conditions set and adjusted here and, on the other hand, of structural conditions, such as the design of the worm, use of a grooved bushing in the Feed zone or use of mixing and shear elements, which must be traversed on the way to the discharge zone.

Als Axiallager werden bevorzugt Wälzlager verwendet, beispielsweise als Axial-Zylinderrollenlager oder Axial-Pendelrollenlager, insbesondere, wenn Winkelabweichungen auszugleichen sind. Sogenannte Tandemlager sollen eine annähernd gleiche Lastverteilung auf jedes der Lager erlauben und zu kleineren Außendurchmessern des Lagergehäuses führen. Dennoch ist eine exakt gleiche Verteilung der Axialkräfte, die für eine gleich große Lebensdauer aller Lager erwünscht wäre, wegen fertigungsbedingter Maßabweichungen und der zulässigen Toleranzen der Werkstoffkennwerte nicht erzielbar.Rolling bearings are preferably used as axial bearings, for example as axial cylindrical roller bearings or axial spherical roller bearings, especially when angular deviations have to be compensated. So-called tandem camps should approximate one Allow equal load distribution on each of the bearings and lead to smaller outer diameters of the bearing housing. Nevertheless, an exactly equal distribution of the axial forces is desirable for an equally long service life for all bearings would not be due to manufacturing-related dimensional deviations and the permissible tolerances of the material parameters achievable.

Um die Belastung eines Axiallagers im Betrieb zu überwachen und damit Einfluß auf das Lager im Sinne einer größeren Lebensdauer nehmen zu können, sind verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen worden, wie beispielsweise die Applikation von Dehnungsmeßstreifen an dem Lager. Solche Dehnungsmeßstreifen liefern Meßwerte, die elektronisch verstärkt werden und in Verbindung mit einem Anzeigeinstrument - bei Eichung - genaue Meßwerte der Belastung des AxiallaT-gers liefern.To monitor the load on an axial bearing during operation and thus influence the bearing in the sense of a larger one To be able to take life, various devices have been proposed, such as the application of strain gauges on the bearing. Such strain gauges provide readings that are electronically amplified and in connection with a display instrument - during calibration - exact measured values of the load on the axial bearing deliver.

Eine derartige Einrichtung ist für eine Serienfertigung wegen des hohen Aufwandes nicht geeignet. Außerdem ist es nur möglich, den Ist-Zustand festzustellen; für einen Eingriff oder eine Entlastung sind zusätzliche Einrichtungen erforderlich.Such a device is not suitable for series production because of the high cost. Besides, it is only possible to determine the current situation; for one Additional facilities are required for intervention or relief.

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Eine andere Meßeinrichtung besteht aus einer Kraftmeßdose, bei der die Übertragung der Lagerkräfte durch eine Hydraulikflüssigkeit auf das Anzeigeinstrument erfolgt. Der Raumbedarf dieser Einrichtung ist jedoch sehr groß.Another measuring device consists of a load cell, in which the transmission of the bearing forces through a hydraulic fluid on the display instrument. However, the space required by this facility is very large.

Außerdem muß der Spalt zwischen der Zylinderwandung und dem Kolben der Kraftmeßdose durch Dichtringe oder mittels einei' Membran abgedichtet werden, und die Zylinderwandung muß für die Gleitbewegung der Dichtringe hochwertig bearbeitet sein.In addition, the gap between the cylinder wall and the piston of the load cell must be provided by sealing rings or by means of a ' Diaphragm are sealed, and the cylinder wall must be machined to high quality for the sliding movement of the sealing rings be.

Bei dem geschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine hinsichtlich des Konstruktionsaufwandes und ihrer Herstellung einfache und preisgünstige Einrichtung zu schaffen, mit der die Axialkräfte der Welle oder Arbeitsspindel einer Maschine auf ihre Axiallagerung während des Betriebes erfaßt bzw. die Beanspruchung der die Kräfte aufnehmenden Bauteile kontrolliert werden können. Bei Verwendung mehrreihiger Lager soll die Einrichtung geeignet sein, die Kräfte auf die einzelnen Lager - trotz der beim Einbau der Lager möglichen Winkelabweichungen - auszugleichen.In the case of the prior art described, it is the object of the invention to provide one with regard to the construction effort and to create their production simple and inexpensive device with which the axial forces of the shaft or work spindle a machine on its axial bearing detected during operation or the stress on the forces absorbing Components can be controlled. When using multi-row bearings, the device should be suitable to compensate for the forces acting on the individual bearings - despite the angular deviations that may occur when installing the bearings.

Ferner soll es möglich sein, die Welle oder Arbeitsspindel mit ihrem Lager auch unter Belastung relativ zum Lagergehäuse axial einzustellen.Furthermore, it should be possible to move the shaft or work spindle with its bearing relative to the bearing housing even under load set axially.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen.The object is achieved with the measures specified in the characterizing part of claim 1.

Danach ist vorgesehen, daß zwischen der Gehäusescheibe des Axiallagers und einer Anlagefläche des Lagergehäuses eine ringförmige Meß- und Ausgleichskaitimer gebildet ist, in die ein am Umfang in sich geschlossener, elastisch dehnbarer Schlauch eingelegt ist, der zur Beaufschlagung mit einem geeigneten Druckfluid wenigstens einen Druckanschluß besitzt und an einen Druckgeber wie Druckspeicher, Hydraulikpumpe oder dgl. vorzugsweise absperrbar angeschlossen ist.It is then provided that between the housing washer of the axial bearing and a contact surface of the bearing housing a is formed ring-shaped Meß- andgleichskaitimer, in the a self-contained, elastically stretchable hose is inserted on the circumference, which is used for loading with a suitable pressure fluid has at least one pressure connection and to a pressure transmitter such as pressure accumulator, hydraulic pump Or the like. Is connected preferably lockable.

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Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Einrichtung werden die Axialkräfte vom Axiallager auf die ringförmige Meß- und Ausgleichskammer übertragen, in der der mit einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagte Schlauch spielfrei an den Kammerwandungen anliegt. Im Inneren des Schlauches baut sich dabei mit zunehmender Last ein Flüssigkeitsdruck auf, durch den die elastische Hülle des Schlauches deformiert und an die Wandungen der ringförmigen und im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Kammer angelegt wird. Der Druck setzt sich durch einen Druckanschluß in ein Meßinstrument fort, an welchem die aktuellen Beanspruchungen gemessen und überwacht werden können. Die Spalte zwischen dem Lager und der Kammer für den Schlauch sind dabei so gewählt, daß der Schlauch durch die Spalte nicht hindurchgezwängt und beschädigt werden kann.When using a device according to the invention, the axial forces from the axial bearing on the annular measuring and Transferring the compensation chamber, in which the hose loaded with a hydraulic fluid is free of play on the chamber walls is applied. As the load increases, a fluid pressure builds up inside the hose through which the elastic sheath of the hose is deformed and adhered to the walls of the annular and in cross-section substantially rectangular chamber is created. The pressure continues through a pressure connection in a measuring instrument which the current loads can be measured and monitored. The gap between the camp and the chamber for the hose are chosen so that the hose is not forced through the gap and damaged can be.

Die angegebene Lösung hat den Vorteil, daß die Kräfte unmittelbar hinter dem Lager erfaßt werden, und zwar sämtliche Axialkräfte, die in das Lager eingeleitet werden, d.h.The indicated solution has the advantage that the forces are detected immediately behind the bearing, namely all of them Axial forces introduced into the bearing, i.e.

beispielsweise bei einer Schneckenstrangpresse die aus der Feststofförderung in der Einzugszone resultierenden Axialkräfte, insbesondere bei Verwendung einer genuteten Einzugsbuchse, und ebenso die Massekräfte in der Ausstoßzone, die zur Überwindung des Widerstandes eines Strangpreßwerkzeuges aufgebracht werden.For example, in the case of a screw extruder, the axial forces resulting from the conveyance of solids in the feed zone, especially when using a grooved feed bushing, and also the inertia forces in the ejection zone, which be applied to overcome the resistance of an extrusion die.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß anstelle von Axial-Pendelrollenlagern preiswertere Axial-Zylinderrollenlager verwandt werden können, da durch die Elastizität des die Kräfte in die Anlageflächen des Lagergehäuses einleitenden Schlauches eventuelle Winkelfehler der Anlageflächen ausgeglichen werden.Another advantage is that instead of spherical roller thrust bearings cheaper axial cylindrical roller bearings can be used because the elasticity of the Forces in the contact surfaces of the bearing housing introducing hose compensated for any angular errors in the contact surfaces will.

Schließlich ist es möglich, durch eine stärkere Druckbeansprudhung des Schlauches dur(ih Druckfluid den Schlauch zu dehnen und die gesamte Welle relativ zum Lagergehäuse axial zu verschieben. Hierdurch ist beispielsweise eine Spalteinstellung an der Schneckenspitze einer SchneckenstrangpresseAfter all, it is possible by applying more pressure of the hose dur (ih pressure fluid to stretch the hose and the entire shaft relative to the bearing housing axially to move. This enables, for example, a gap setting at the screw tip of a screw extruder

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möglich oder bei Entgasungs-Schneckenpressen die Einstellung des axialen Spaltes zwischen einem Stauwulst an der Schneckenwelle und einem zugeordneten Bauteil im Zylinder. Auch können Längentoleranzen zwischen der Schnecke und mit dieser zusammenwirkenden Bauteilen, wie von der Schnecke angetriebenen Mischeinrichtungen, ausgeglichen werden.possible or with degassing screw presses the adjustment of the axial gap between a bead on the Worm shaft and an associated component in the cylinder. There can also be length tolerances between the screw and with of these interacting components, such as mixing devices driven by the screw, are compensated.

In den weiteren Ansprüchen sind Maßnahmen zur Ausgestaltung der Erfindung angegeben.In the further claims, measures for the embodiment of the invention are specified.

So kann die gehäusefeste Lagerscheibe des Axiallagers beispielsweise unmittelbar auf den mit dem Druckfluid gefüllten, in der Meßkammer eingeschlossenen Schlauch einwirken. Es wird jedoch bevorzugt, einen Druckring zwischen der Außenscheibe des Axiallagers und der Anlagefläche des Lagergehäuses vorzusehen, der geteilt ist und derart axial ineinanderschiebbar ist, daß zwischen beiden Teilen des Druckringes die ringförmige Meß- und Ausgleichskammer definiert wird. Ein zu starkes Zusammendrücken kann durch axiale Anschläge verhindert werden. Diese konstruktive Lösung wird bevorzugt, wenn durch Beaufschlagung des Schlauches mit einem zusätzlichen Volumen des Druckfluids der Schlauch im Querschnitt gedehnt werden soll, um eine axiale Einstellung der Welle relativ zum Lagergehäuse vorzunehmen.For example, the bearing disk of the axial bearing fixed to the housing act directly on the hose that is filled with the pressure fluid and enclosed in the measuring chamber. However, it is preferred to have a pressure ring between the outer disk of the axial bearing and the contact surface of the bearing housing to be provided, which is divided and is axially telescoping such that between the two parts of the Pressure ring the annular measuring and compensation chamber is defined. Too much compression can be caused by axial Attacks are prevented. This constructive solution is preferred if by acting on the hose with an additional volume of pressurized fluid the hose is to be stretched in cross-section in order to achieve an axial adjustment to make the shaft relative to the bearing housing.

Die Maßnahme nach Anspruch 5 hat den Vorteil, daß mehrreihige Lager, insbesondere als Axial-Zylinderrollenlarjer ausgebildete Tandemlager Verwendunq finden können. Diese werden durch die angegebenen Maßnahmen gleichmäßig belastet und haben dadurch eine gleiche Lebensdauer. Hierdurch lassen sich die von den Lagerherstellern empfohlenen Sicherheitsbeiwerte herabsetzen und die Lagergrößen verringern. Für insbesondere große Wellendurchmesser ergibt sich daraus eine Reduzierung des Lageraußendurchmessers, verbunden mit Einsparungen ah Kosten für¹ Konstruktionswerkstoffe und den größeren Raumbedarf:.The measure according to claim 5 has the advantage that multi-row bearings, in particular tandem bearings designed as axial cylindrical roller bearings, can be used. These are evenly loaded by the specified measures and therefore have the same service life. This allows the safety factors recommended by the bearing manufacturers to be reduced and the sizes of the bearings to be reduced. For particularly large shaft diameters, this results in a reduction in the outside diameter of the bearing, combined with savings in costs for ¹ construction materials and the greater space requirement.

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Der als Druckaufnehmer ausgebildete Schlauch besteht vorzugsweise aus einem gegen das Druckfluid, insbesondere Mineralöl beständigen Werkstoff, der so flexibel ist, daß er unter der auftretenden Druckbeaufschlagung wenigstens um 20% dehnbar ist. Durch die vollständige Einkammerung bei kleinen Spaltweiten ist die Wandstärke des Schlauches nicht kritisch und wird beispielsweise in der Größenordnung von 1 bis 1,5 mm Dicke gewählt.
Zur Messung der Axialkräfte ist am Druckanschluß des Schlauches ein Meßinstrument, insbesondere ein Manometer angeschlossen, das den im System herrschenden hydraulischen Druck anzeigt oder aber durch Korrelation mit der wirksamen Fläche auf die im Betrieb auftretenden Kräfte geeicht ist. Das Meßinstrument kann mit einer Aufzeichnungseinrichtung, beispielsweise einem Drucker verbunden sein.The hose designed as a pressure transducer consists preferably of a material which is resistant to the pressure fluid, in particular mineral oil, and which is so flexible that it can be stretched by at least 20% when the pressure is applied. Due to the complete chambering with small gap widths, the wall thickness of the hose is not critical and is selected, for example, in the order of magnitude of 1 to 1.5 mm thickness.
To measure the axial forces, a measuring instrument, in particular a manometer, is connected to the pressure connection of the hose. The measuring instrument can be connected to a recording device, for example a printer.

Sofern, wie weiter vorgeschlagen wird, ein Kontaktmanometer als Meßinstrument Verwendung findet, kann durch dieses beim Erreichen bestimmter kritischer Lagerkräfte ein optisches und/oder akustisches Signal gegeben bzw. bei einer vorgebbaren Axialbelastung ein Schalter betätigt werden, durch den die Antriebseinrichtung für die Welle oder Arbeitsspindel der Maschine abschaltbar ist.If, as is further proposed, a contact manometer is used as a measuring instrument, this can be used with When certain critical bearing forces are reached, an optical and / or acoustic signal is given or given a predeterminable one Axial load a switch can be operated through which the drive device for the shaft or work spindle the machine can be switched off.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung und Aufnahme der Axialkräfte und zur Einstellung eines Lagerspiels oder dgl. kann bei allen Maschinen angewandt v/erden, wo es wünschenswert ist, die axialen Lagerkräfte und die Beanspruchung der die Kräfte aufnehmenden Maschinenelemente zu kennen und ständig zu erfassen oder Relativbewegungen zwischen einer Welle und einem diese umgebenden Gehäuse einzustellen und ggf. zu regeln.The device according to the invention for detecting and absorbing the axial forces and for setting a bearing play or The like can be applied to all machines where it is desirable to reduce the axial bearing forces and the stresses to know the machine elements absorbing the forces and to continuously record them or relative movements between a shaft and a housing surrounding it, and if necessary to regulate it.

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ergibt sich für einwellige oder mehrwellige Schrieckenstrangpressen zur Verarbeitung plastischer Massen, insbesondere plastifizierbarerA preferred application of the invention results for single-shaft or multi-shaft screw extrusion presses for processing plastic masses, especially plasticizable

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ί hochpolymerer Kunststoffe. Dort kann die vorliegende Erfin-ί high polymer plastics. There the present invention can

I dung besonders vorteilhaft angewandt werden, indem aufI training can be applied particularly advantageously by on

% einfache Weise der Massedruck durch Axialverschiebung der % simple way of the mass pressure by axial displacement of the

f Schnecke und durch die Spalteinstellung zwischen der freienf screw and by adjusting the gap between the free

f 5 Schneckenspitze und dem Pressenzylinder vorgenommen wird. I Eine solche Spalteinstellung ist vorzugsweise auch für Ent- f 5 screw tip and the press cylinder is made. I Such a gap setting is preferably also for design

j, gasungsschneckenstrangpressen zur Regelung des Diruckgefälles j, gassing screw extrusion presses to regulate the pressure gradient

R in der Entgasungszone anwendbar.R applicable in the degassing zone.

10 Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, das sich auf die Axiallagerung einer Schneckezi- i Strangpresse bezieht, näher beschrieben.10 The invention will be described below with reference to an embodiment which refers to the axial bearing a Schneckezi- i extruder in more detail.

'* Es zeigen:'* Show it:

Fig. 1 den Ausschnitt einer Axiallagerung einer Welle mit 15 einer Einrichtung nach der Erfindung;1 shows the detail of an axial bearing of a shaft with a device according to the invention;

* Fig. 2 eine abgeänderte Lagerung einer Welle mit axial* Fig. 2 shows a modified bearing of a shaft with axially

geteiltem Druckring;split pressure ring;

• Fig. 3 die Lagerung einer Welle mit Tandemlagern unter ; Anwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung;• Fig. 3 shows the bearing of a shaft with tandem bearings; Application of the device according to the invention;

f 20 Fig. 4 eine Einzelheit der Lagerung gemäß Fig. 3, die den ν Druckanschluß an den in der Ringkammer liegenden f 20 Fig. 4 shows a detail of the storage according to FIG. 3, the ν pressure connection to the lying in the annular chamber

Schlauch zeigt.Hose shows.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt die Axiallagerung einer Welle 1 , 25 oder Arbeitsspindel, die in einer Aufnahme 2 mittels einer ϊ Paßfeder 3 drehfest aufgenommen ist. Der Einfachheit halberFig. 1 shows in longitudinal section the axial bearing of a shaft 1, 25 or work spindle, which is held in a receptacle 2 by means of a ϊ key 3 in a rotationally fixed manner. For the sake of simplicity

¹ ist nur die obere Hälfte der symmetrischen Lagerung dargestellt. Die Aufnahme 2 ist von einer Antriebsmaschine über ein hiermit gekuppeltes Getriebe angetrieben (nicht darge-30 stellt). Die Aufnahme 2 ist mit ihrem Bund 4 im Innenring 5 eines Axial-Pendelrollenlagers 6 gelagert, dessen Außenring ^: 7 in einem Lagergehäuse 8 abgestützt ist. Das Lagergehäuse 8 ¹ only the upper half of the symmetrical storage is shown. The receptacle 2 is driven by a drive machine via a gear coupled with it (not shown). The seat 2 is supported with its collar 4 in the inner ring 5 of an axial spherical roller bearing 6, the outer ring of which ^: 7 is supported in a bearing housing 8. The bearing housing 8

i ist zwischen einem Getriebegehäuse 9 und beispielsweisei is between a gear housing 9 and for example

einem Extruder zylinder (links -, nicht dargestellt) 35 zentriert. In den Endflansch 10 des Lagergehäuses 8 werdenan extruder cylinder (left -, not shown) 35 centered. In the end flange 10 of the bearing housing 8 are

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die vom Axiallager 6 übertragenen Axialkräfte durch den Außenring 7 eingeleitet. Dieser liegt jedoch gemäß der Erfindung nicht direkt an der Anlagefläche am Endflansch 10 an, sondern in einer im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Ringnut 11, in der ein elastischer, mit einem Hydraulikmedium beaufschlagter Schlauch 12 liegt. Der Außenring 7 des Axiallagers 6 dichtet die Ringnut 11 mit geringem radialen Spiel ab, so daß eine Ringkammer 13 gebildet wird, gegen deren Wandungen der Schlauch 12 dichtend anliegt. Ein Druckmittelanschluß 14 des Schlauches 12 ist axial aus der Ringkammer 13 herausgeführt, um das Hydraulikmittel zuzuführen und eine geeignete Vorspannung einstellen zu können.the axial forces transmitted by the axial bearing 6 through the Outer ring 7 initiated. However, this is according to the Invention not directly on the contact surface on the end flange 10, but in an essentially rectangular cross-section Annular groove 11 in which an elastic hose 12 acted upon by a hydraulic medium lies. The outer ring 7 of the axial bearing 6 seals the annular groove 11 with little radial play, so that an annular chamber 13 is formed, against the walls of which the hose 12 rests in a sealing manner. A pressure medium connection 14 of the hose 12 is axially out of the Annular chamber 13 led out in order to supply the hydraulic medium and to be able to set a suitable preload.

Fig. 2 zeigt den Längsschnitt einer ähnlichen Axiallagerung wie Fig. 1. Der Bund 4 der Aufnahme 2 für die Welle 1 ist gegen ein Zahnrad 15 eines Stirnradgetriebes abgestützt, das in Getriebegehäuse 16 untergebracht ist. Die von der Welle 1 und vom Zahnrad 15 übertragenen Axialkräfte werden wie in Fig. 1 über ein Axial-Pendelrollenlager 6 auf das Gehäuse 16 übertragen, jedoch nicht unmittelbar auf die vorgesehene Anlagefläche, sondern durch einen zweigeteilten Druckring 17. Der Druckring 17 ist so ausgebildet, daß zwischen zwei einen radialen Abstand aufweisenden, kreiszylindrischen Umfangsflächen 18 und 19 und zwei ebenen, zur Welle 1 bzw. Aufnahme 2 normalen Anlageflächen 20, 21, die aufgrund eines vorgesehenen Anschlages 22 einen axialen Mindestabstand haben, die Ringkammer 13 definiert wird, in die der Schlauch 12 mit seinem Druckmittelanschluß 14 hineingelegt ist.FIG. 2 shows the longitudinal section of a similar axial bearing as FIG. 1. The collar 4 of the receptacle 2 for the shaft 1 is supported against a gear 15 of a spur gear which is accommodated in gear housing 16. The one from wave 1 and axial forces transmitted by the gear wheel 15 are, as in FIG. 1, applied to the housing 16 via a spherical roller thrust bearing 6 transferred, but not directly to the intended contact surface, but by a two-part pressure ring 17. The pressure ring 17 is designed so that between two a radial distance having, circular cylindrical Circumferential surfaces 18 and 19 and two flat, normal to the shaft 1 and receptacle 2 contact surfaces 20, 21, which due to a provided stop 22 have a minimum axial distance, the annular chamber 13 is defined in which the hose 12 is inserted with its pressure medium connection 14.

Mit 23 ist noch ein Zylinderrollenlager zur Aufnahme der Radialkräfte bezeichnet, dessen Innenring an der Nabe des Zahnrades 15 mit einer Distanzbuchse 24 axial abgestützt und dessen Außenring im Getriebegehäuse 16 durch einen Sprengring 25 axial fixiert ist.With 23 a cylindrical roller bearing for absorbing the radial forces is referred to, the inner ring of which is attached to the hub of the Gear 15 axially supported with a spacer sleeve 24 and its outer ring in the gear housing 16 by a snap ring 25 is axially fixed.

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Es ist zu erkennen, daß nach Einstellung des hydraulischen Gleichgewichtsdruckes infolge der äußeren Belastung durch Erhöhung des Innendruckes im Schlauch 12 der Schlauch 12 aufgeweitet wird, und zwar ausschließlich in axialer Richtung, wobei die innere Hälfte des Druckringes 17 mitsamt dem Axiallager 6, Zahnrad 15 und der Aufnahme 2 für die Welle axial verschoben werden. Hierdurch kann beispielsweise der Spalt zwischen der Schneckenspitze einer Schneckenstrangpresse und dem sie umgebenden Zylinder eingestellt werden.It can be seen that after setting the hydraulic equilibrium pressure due to the external load Increasing the internal pressure in the hose 12, the hose 12 is expanded, exclusively in the axial direction, the inner half of the pressure ring 17 together with the axial bearing 6, gear 15 and the receptacle 2 for the shaft be moved axially. This can, for example, reduce the gap between the screw tip of a screw extruder and the cylinder surrounding them.

Die Spaltweite s zwischen den beiden Teilen des Druckringes 17 kann hierzu beispielsweise durch geeignete, als Weggeber ausgebildete Sensoren gemessen werden.The gap width s between the two parts of the pressure ring 17 can be used for this purpose, for example, as a displacement encoder trained sensors are measured.

In Fig. 3 ist ein Tandemlager mit zwei zusammenwirkenden Axial-Zylinderrollenlagern 26 und 27 dargestellt. Aufgrund der vorgenommenen Lastverteilung kann dabei der Durchmesser des Lagergehäuses 8 erheblich verringert werden. Im einzelnen ist die Aufnahme 2 für die Welle 1 mit dem Bund 4 gegen die erste, mit der Aufnahme 2 umlaufende Lagerscheibe 28 des Lagers 26 abgestützt. Durch eine Distanzbuchse 29 wird gleichzeitig ein Teil der Axialkräfte in die zweite, mit der Aufnahme 2 umlaufende Lagerscheibe 30 des Lagers 27 eingeleitet. Die Axialkräfte werden von den Zylinderrollen der Lager 26 und 27 auf die entsprechenden Gehäusescheiben 31 und 32 übertragen und durch eine äußere Distanzbuchse 33 bzw. einen Ring 34 mit flächengleichen Anlageflächen auf den in der Ringkammer 13 liegenden Schlauch 12 und den Endflansch 10 des Lagergehäuses 8 übertragen. Der Druckmittelanschluß 14 des Schlauches 12 ist zur Druckbeaufschlagung des Schlauches 12 mit einem schematisch dargestellten Druckgeber 35 verbunden, und zwar vorzugsweise absperrbar. An einem zweiten Druckmittelanschluß 36 ist ein Meßinstrument 37, vorzugsweise ein Kontaktmanometer, das zusätzliche elektrische Ausgänge haben kann, angeschlossen. Es sei erwähnt,In Fig. 3, a tandem bearing with two cooperating axial cylindrical roller bearings 26 and 27 is shown. Because of the carried out load distribution, the diameter of the bearing housing 8 can be reduced considerably. In detail is the receptacle 2 for the shaft 1 with the collar 4 against the first, with the receptacle 2 circumferential bearing disk 28 of the Bearing 26 supported. By means of a spacer sleeve 29, some of the axial forces are simultaneously transferred to the second, with the Recording 2 circumferential bearing disk 30 of the bearing 27 initiated. The axial forces are generated by the cylindrical rollers of the Bearings 26 and 27 are transferred to the corresponding housing washers 31 and 32 and through an outer spacer sleeve 33 or a ring 34 with contact surfaces of the same area on the hose 12 located in the annular chamber 13 and the end flange 10 of the bearing housing 8 transferred. The pressure medium connection 14 of the hose 12 is for pressurization of the hose 12 is connected to a schematically illustrated pressure transducer 35, preferably lockable. At a second pressure medium connection 36 is a measuring instrument 37, preferably a contact manometer, the additional electrical Can have outputs connected. It should be mentioned

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daß für das Meßinstrument 37 der zusätzliche Druckmittelahschlüß 36 auch entfallen kann, wenn das Meßinstrument in die Druckleitung 38 zwischen Absperrarmatur (nicht dargestellt) und Schlauch 12 eingebaut wird.that the additional Druckmittelahschlüß 36 can also be omitted for the measuring instrument 37 if the measuring instrument is in the pressure line 38 is installed between the shut-off valve (not shown) and hose 12.

Fig. 4 zeigt in einem Ausschnitt den in die Ringkammer 13 eingelegten und unter Druck an die Kammerwandungen angelegten Schlauch 12 mit dem Druckmittelanschluß 14. Dieser besitzt einen Nippel 39 aus Stahl mit einer Sackbohrung 40, in welche ein radialer Kanal 41 mündet. Der Nippel 39 Hat an einem Ende einen Flansch 42, mit dem er durch eine öffnung des Schlauches 12 hxndurchgesteckt ist. Auf dem anderen Ende trägt er ein Gewinde, auf das unter Zwischenlage einer Dichtung 43 und einer Scheibe 44 eine Mutter 45 fest aufgeschraubt ist, so daß an der Innen- und Außenseite des Nippels die Dichtigkeit des hydraulischen Systems selbst bei hohen Drücken von mehreren 100 bar sichergestellt wird.Fig. 4 shows in a detail the inserted into the annular chamber 13 and applied to the chamber walls under pressure Hose 12 with the pressure medium connection 14. This has a nipple 39 made of steel with a blind hole 40, into which a radial channel 41 opens. The nipple 39 has a flange 42 at one end, with which it can pass through an opening of the hose 12 is pushed through. On the other end it has a thread onto which a nut 45 is firmly screwed with the interposition of a seal 43 and a washer 44 is, so that the tightness of the hydraulic system itself at the inside and outside of the nipple high pressures of several 100 bar is ensured.

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I. ^!! • ,"_: ,;;,', ,",!,J. ι 'ΙΌ I•, " _: , ;;, ',,",!, J. ι 'ΙΌ I Aufnahmerecording II. , ι t · ι « « ' ' i , ι t · ι «« '' i
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ι BundFederation II. 0-14210-1421 I
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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG | I.
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REFERENCE SIGNS | InnenringInner ring I
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!! ii Axial-PendelrollenlagerAxial spherical roller bearings rr AußenringOuter ring !! 11 LagergehäuseBearing housing II. 22 GetriebegehäuseGear housing 33 EndflanschEnd flange )) 44th RingnutRing groove 55 Schlauch ιHose ι 66th Ringkammer jAnnular chamber j «« 77th Druckmittelanschluß jPressure medium connection j 88th Zahnradgear 99 Getriebegehäuse, GehäuseGear housing, housing 1010 DruckringPressure ring 1111th Umfangs flächePerimeter area ■■ ilil 1212th Umfangs flächePerimeter area j)
r j)
r 1313th AnlageflächeContact surface II. 1414th AnlageflächeContact surface 1515th Anschlagattack 1616 ZylinderrollenlagerCylindrical roller bearings 1717th DistanzbuchseSpacer 1818th SprengringSnap ring 1919th Axial-ZylinderrollenlagerAxial cylindrical roller bearings 2020th Axial-ZylinderrollenlagerAxial cylindrical roller bearings 2121 LagerscheibeBearing washer 2222nd Distanzbuchse |Spacer | 2323 1
Lagerscheibe I
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Bearing washer I
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Ii 2525th 2626th 2727 2828 2929 3030th

0-14210-1421

- 15 -- 15 -

3131 GehäusescheibeHousing washer 3232 GehäusescheibeHousing washer 3333 Distanzbuchs eSpacer bush e 3434 Ringring 3535 DruckgeberPressure transducer 3636 DruckmittelanschlußPressure medium connection 3737 MeßinstrumentMeasuring instrument 3838 DruckleitungPressure line 3939 Nippelnipple 4040 SackbohrungBlind hole 4141 radialer Kanalradial channel 4242 Flanschflange 4343 Dichtungpoetry 4444 Scheibedisc 4545 Muttermother

Claims (1)

• c · it im ei·• c · it in the egg · \ barmag Banner Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Sitz Remscheid, Bundesrepublik Deutschland \ barmag Banner Maschinenfabrik Aktiengesellschaft Headquarters Remscheid, Federal Republic of Germany 0-1421 - 1 -0-1421 - 1 - AnsprücheExpectations 1. Einrichtung zur Erfassung und Aufnahme der von einer eine treibende oder angetriebene Welle (1) aufweisenden1. Device for detecting and recording the one having a driving or driven shaft (1) ■i Maschine aaf ihr Axiallager (6; 26, 27) ausgeübtan ■ i machine on its axial bearing (6; 26, 27) exercised Axialkräfte,Axial forces, insbesondere der Rückdruckkräfte einer mit Schneckengangen versehenen Arbeitsspindel einer Schneckenpresse mit einem ein Axiallager (6,- 26, 27) für die Welle (1) umgebenden lagergehäuse (8, 9), von welchem die Axialkräfte aufgenommen werden,especially the back pressure forces of a worm gear equipped work spindle of a screw press with an axial bearing (6, - 26, 27) for the shaft (1) surrounding bearing housing (8, 9), from which the axial forces are absorbed, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß zwischen der Gehäusescheibe (7; 31, 32) des Axiallagers (6; 26, 27) und einer Anlagefläche (10) des Gehäuses (8, 16) eine ringförmige Meß- und Ausgleichskammer (13) gebildet ist,that between the housing disc (7; 31, 32) of the axial bearing (6; 26, 27) and a contact surface (10) of the Housing (8, 16) an annular measuring and compensation chamber (13) is formed, in die ein am Umfang in sich geschlossener, elastisch dehnbarer Schlauch (12) eingelegt ist,into which an elastically stretchable hose (12), which is self-contained around the circumference, is inserted, der zur Beaufschlagung mit einem Druckmittel wenigstens einen Druckanschluß (14, 36) besitzt und an einen Druckgeber (35), wie Druckspeicher, Hydraulikpumpe oder dgl., anschließbar ist.which has at least one pressure connection (14, 36) for the application of a pressure medium and to a pressure transducer (35), such as pressure accumulator, hydraulic pump or the like. Can be connected. 2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, 2. Device according to claim 1,
characterized, daß die Meß- und Ausgleichskamrner (13) einen im wesentliehen rechteckigen Querschnitt aufweisen.that the measuring and compensating chambers (13) are essentially one have a rectangular cross-section. I * · Il ti I I t t > ι
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* · · · * I * * t i I I* * ί * ( i i I I)MI * * ί * ( ii II) M 0-14210-1421 • ·· .1)111 III• ·· .1) 111 III r. · ■ «1 · illr. · ■ «1 · ill «•I 111 II»"• I 111 II" • ■■■I Ii • ■■■ I Ii · ■· ·· ■ · · 1010 1515th Einrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet., Device according to claim 1 to 2, characterized., daß die von der Welle (1) in das Axiallager (6) eingeleiteten Axialkräfte mittels eines Druckringes (17), der an der Gehäusescheibe (7) des Axiallagers (6) und einer Anlagefläche des Gehäuses (16) anliegt, auf das Gehäuse (16) übertragen werden.that the from the shaft (1) in the axial bearing (6) introduced axial forces by means of a pressure ring (17), the on the housing washer (7) of the axial bearing (6) and a contact surface of the housing (16) rests on the housing (16) are transmitted. Einrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, Device according to claim 3,
characterized, daß der Druckring (17) zwischen Axiallager (6) und Anlagefläche des Gehäuses (16) zweiteilig ausgebildet ist und zwischen zwei, einen radialen Abstand aufweisenden, kreiszylindrischen Umfangsflächen (18, 19) und zwei ebenen, zur Welle (1) im wesentlichen normalen und einen axialen Abstand aufweisenden Anlageflächen (20. 21) die ringförmige Meß- und Ausgleichskammer (13) definiert, in die der Schlauch (12) eingelegt ist.that the pressure ring (17) is constructed in two parts between the axial bearing (6) and the contact surface of the housing (16) is and between two, having a radial distance, circular cylindrical circumferential surfaces (18, 19) and two flat contact surfaces (20. 21) defines the annular measuring and compensation chamber (13) into which the hose (12) is inserted. 2020th 2525th 3030th Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, Device according to claim 1,
characterized, daß die Axiallagerung der Welle (1) aus zwei oder mehreren, in axialem Abstand angeordneten Axiallagern (26, 27) besteht, deren mit der Welle (1) umlaufende Lagerscheiben (28, 30) axial gegeneinander abgestützt sind und deren Gehäusescheiben (31, 32) mittels im wesentlichen flächengleicher Druckmittel (33, 34) auf den allseitig eingeschlossenen Schlauch (12), der gegen die Anlagefläche (10) des Gehäuses (8) angedrückt ist, einwirken.that the axial bearing of the shaft (1) consists of two or more axial bearings arranged at an axial distance (26, 27) whose bearing disks (28, 30) rotating with the shaft (1) are axially supported against one another are and their housing disks (31, 32) by means of pressure means (33, 34) of substantially the same area the hose (12) enclosed on all sides, which is pressed against the contact surface (10) of the housing (8), act. 3535 6. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that daß der Schlauch (12) aus einem ölbeständigen, flöxiblen Werkstoff besteht, der unter Drückbelastüng wenigstens um 20% dehnbar ist.that the hose (12) made of an oil-resistant, flöxible There is material that is expandable by at least 20% under pressure. 0-14210-1421 Il Il It «ill ·* ·«»»Il Il It «ill · * ·« »» ' Ii r · * i «Hl··'Ii r * i «Hl · · ιίιι'ιι Ίΐ ' "«»·»(>ιίιι'ιι Ίΐ '"« »·» (> — 3 ·"- 3 " 26 I 26 I. 7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,, 7. Device according to claim 6,
characterized,, daß der Schlauch (12) an seinem gesamten Umfang spielfrei an den Innenwandungen der Meß- und Ausgleichskammer (13) anliegt.that the hose (12) is free of play over its entire circumference rests against the inner walls of the measuring and compensation chamber (13). 8. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that daß am Druckanschluß (36) des Schlauches (12) ein Meßinstrument (37) fur den hydraulischen Druck mit einer Anzeige- und/oder Aufzeichnungseinrichtung für die im Betrieb wirksamen axialen Lagerkräfte angeschlossen ist.that at the pressure connection (36) of the hose (12) a measuring instrument (37) for the hydraulic pressure with a Display and / or recording device for the im Operation effective axial bearing forces is connected. 9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, 9. Device according to claim 8,
characterized, daß das Meßinstrument (37) ein Kontaktmanometer ist, das einen vorzugsweise elektrischen Ausgang für ein optisches und/oder akustisches Signal hat, und daß bei einer vorgebbaren Axialbelastung des Lagers (6; 26, 27) ein Schalter betätigbar ist, der die Antriebseinrichtung für die Welle (1) abschaltet.that the measuring instrument (37) is a contact manometer, which preferably has an electrical output for a has an optical and / or acoustic signal, and that with a predeterminable axial load on the bearing (6; 26, 27) a switch can be actuated which switches off the drive device for the shaft (1). 2525th 3030th 10. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that daß die Maschine eine einwellige oder mehrwellige Schneckenstrangpresse, insbesondere zur Verarbeitung von plastifizierbaren, hochpolymeren Kunststoffen, ist.that the machine is a single-screw or multi-screw extruder, especially for processing plasticizable, high-polymer plastics.