AT520464B1 - Maschinenelement - Google Patents

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AT520464B1
AT520464B1 ATA50809/2017A AT508092017A AT520464B1 AT 520464 B1 AT520464 B1 AT 520464B1 AT 508092017 A AT508092017 A AT 508092017A AT 520464 B1 AT520464 B1 AT 520464B1
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Abstract

Maschinenelement, insbesondere für eine Formgebungsmaschine, mit einem geschmierten Lager (2) und/oder einer Dichtung (3) und zumindest einer Drainageleitung (4, 5) zum Auffangen eines aus dem Lager (2) und/oder der Dichtung (3), vorzugsweise im Wesentlichen drucklos, austretenden Mediums, wobei -zumindest eine Sammelvorrichtung (6) zum Sammeln des in der zumindest einen Drainageleitung (4, 5) über eine Zeitspanne aufgefangenen Mediums und -eine Messvorrichtung (7), welche dazu ausgebildet ist, eine Menge des mittels der zumindest einen Sammelvorrichtung (6) über die Zeitspanne gesammelten Mediums direkt und/oder indirekt zu messen.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehdurchführung mit Dichtungen und zumindest einer Drainageleitung zum Auffangen eines aus der Dichtung, vorzugsweise im Wesentlichen drucklos, austretenden Mediums sowie ein entsprechendes Verfahren.
[0002] Die EP 0799670 A1 offenbart eine Drehdurchführung mit einer einzigen Drainageleitung.
[0003] Im Folgenden wird der Stand der Technik anhand des Beispiels einer Drehdurchführung illustriert.
[0004] Drehdurchführungen, wie sie insbesondere bei Formgebungsmaschinen, wie beispielsweise Spritzgießmaschinen, eingesetzt werden, ermöglichen es, Medienkreisläufe, insbesondere fluider, das heißt gasförmiger oder flüssiger Medien, von einem Bauteil auf eine in Bezug auf das Bauteil rotierende Welle zu übertragen.
[0005] Die Medienkanäle dieser Drehdurchführungen sind mit ringförmigen Dichtungen versehen, einerseits um zu verhindern, dass die Medien aus dem Medienkanal austreten, und andererseits um zu verhindern, dass die Medien durch Öl oder Fett, welches aus der Schmierung für die Lagerung der Welle stammt, kontaminiert werden.
[0006] Natürlich tritt in Abhängigkeit der Betriebsstunden der Lagerstellen bzw. Dichtungen Leckage sowohl beim Schmierstoff als auch bei den Medien auf. Dafür sind Drainageleitungen vorgesehen, die beispielsweise in einen Behälter münden.
[0007] Im Stand der Technik ist es außerdem bekannt, in den Drainageleitungen Druckaufnehmer vorzusehen. Durch diese kann der Betreiber der Anlage gewarnt werden, falls ein Schaden an der Drehdurchführung auftritt, und dadurch größere Mengen an Schmiermittel oder Medien austreten und einander gegebenenfalls kontaminieren.
[0008] Dieses System informiert zwar relativ zuverlässig über einen Schaden oder zumindest erhöhte Leckage an der Drehdurchführung. Aber wenn der Druck in der Drainageleitung bereits erhöht ist, besteht die Gefahr der gegenseitigen Kontaminierung natürlich bereits, das heißt, der Schaden ist dann im Regelfall schon eingetreten.
[0009] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drehdurchführung zu schaffen, bei der bereits ein sich anbahnender Schaden oder zumindest eine Erhöhung einer Leckage-Rate erkannt werden kann, sowie ein entsprechendes Verfahren zu schaffen.
[0010] In Bezug auf die Drehdurchführung bzw. allgemeiner einem Maschinenelement wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0011] Dies geschieht durch zumindest eine Sammelvorrichtung zum Sammeln des in der zumindest einen Drainageleitung über eine Zeitspanne aufgefangenen Mediums und eine Messvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Menge des mittels der zumindest einen Sammelvorrichtung über die Zeitspanne gesammelten Mediums direkt und/oder indirekt zu messen.
[0012] Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
[0013] Dies geschieht, indem
- die Dichtungen mehrere Medienleitungen gegeneinander abdichten,
- aus den Dichtungen über separate Drainageleitungen, vorzugsweise im Wesentlichen drucklos, austretendes Medium in einer Hauptdrainageleitung zusammengeführt wird und über die Zeitspanne hinweg in zumindest einer in und/oder an der Hauptdrainageleitung angeordneten Sammelvorrichtung gesammelt wird und
- die Menge des über die Zeitspanne hinweg gesammelten Mediums mittels einer Messvorrichtung direkt und/oder indirekt gemessen wird.
[0014] Die Erfindung betrifft eine Drehdurchführung, welche mehrere gegeneinander abgedich /8
AT 520 464 B1 2020-03-15 österreichisches patentamt tete Medienleitungen aufweist. Für die verschiedenen Medienleitungen sind separate Drainageleitungen vorhanden.
[0015] In einer besonders einfachen Ausgestaltung sind die separaten Drainageleitungen zu einer Hauptdrainageleitung zusammengeführt, wobei dann die zumindest eine Sammelvorrichtung in und/oder an der Hauptdrainageleitung angeordnet ist.
[0016] Bei dem Medium, dass durch die zumindest eine Drainageleitung abgeführt wird, kann es sich um Medien, gegen jene die Dichtung abdichtet, oder Mischungen daraus handeln. Anders ausgedrückt, gilt alles, was aus einer Dichtung austreten kann, im Sinne der Erfindung als Medium.
[0017] Ein Grundaspekt der Erfindung ist es, mit der Sammelvorrichtung eine Menge des austretenden Mediums zu sammeln, die es erlaubt, eine Messung der Menge mit vernünftiger Genauigkeit durchzuführen. Da das austretende Medium im Regelfall (im Vergleich zum Umgebungsdruck) im Wesentlichen drucklos ist, kann eine direkte Volumenstrommessung mit akzeptabler Genauigkeit normalerweise nicht durchgeführt werden. (Die Volumenströme können im Bereich von ml/Monat liegen.) [0018] Durch die Erfindung ist es also möglich, eine erhöhte Leckage frühzeitig - und damit unter anderem auch einen Schaden der Drehdurchführung frühzeitig - zu erkennen. Die Dichtungen können so einem „Condition Monitoring“ unterzogen werden.
[0019] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
[0020] Die erfindungsgemäße Drehdurchführung kann dazu ausgebildet sein, die Menge des mittels der zumindest einen Sammelvorrichtung gesammelten Mediums während und/oder nach der Zeitspanne zu messen, wobei die Zeitspanne vorzugsweise vorab festgelegt ist. Beispielsweise kann durch ein Sperrventil die zumindest eine Drainageleitung abgesperrt werden und periodisch durch kurzes Öffnen entleert werden. Steht ein (im Normalfall ohnehin vorhandener) Druckaufnehmer zur Verfügung, kann anhand der Information, wie schnell der Druck ansteigt, auf die Menge der Leckage rückgeschlossen werden. Steigt beispielsweise der Druck nach einem Entleeren der Hauptdrainageleitung signifikant schneller als dies davor der Fall war, kann eine Wartung oder ein Wechsel der Drehdurchführung eingeleitet werden.
[0021] Als Maß für die Leckage-Rate kann aber auch eine gemessene Zeitspanne verwendet werden, die verstreicht, bis eine vordefinierte Menge des Mediums gesammelt ist. Insbesondere kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Messvorrichtung dazu ausgebildet ist, einerseits eine sich mit der Menge des gesammelten Mediums verändernde Eigenschaft des mittels der zumindest einen Sammelvorrichtung gesammelten Mediums zu messen und andererseits die Zeitspanne zu messen, wobei ein Messwert der Zeitspanne zu einem Zeitpunkt, bei dem ein Messwert der Eigenschaft des gesammelten Mediums einen Grenzwert erreicht und/oder überschreitet, als Maß für die Menge des über die Zeitspanne gesammelten Mediums dient.
[0022] Dies kann beispielsweise durch ein Druckbegrenzungsventil gelöst werden. Durch die normale Leckage steigt in der zumindest einen Hauptdrainageleitung langsam der Druck. Überschreitet der Druck den Grenzdruck des Druckbegrenzungsventils, wird das Ventil geöffnet und in der zumindest einen Drainageleitung der Druck gesenkt. Letzteres kann beispielsweise wieder über einen Druckaufnehmer oder dergleichen detektiert werden. Steigt die Frequenz, mit der das Druckbegrenzungsventil anspricht an, kann von erhöhter Leckage ausgegangen werden und die Wartung bzw. der Wechsel des Maschinenelements eingeleitet werden.
[0023] Allgemein kann die wie auch immer gemessene Menge des gesammelten Mediums beobachtet werden, und dann die Wartung oder ein Tausch der Drehdurchführung veranlasst werden, wenn die Menge pro Zeiteinheit (oder alternativ die Zeitspanne pro Mengeneinheit) signifikant - ansteigt.
[0024] Die Sammelvorrichtung kann zumindest eines der folgenden aufweisen:
- ein in der Hauptdrainageleitung angeordnetes Sperrventil,
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- ein in der Hauptdrainageleitung angeordnetes Druckbegrenzungsventil und/oder
- einen an die Hauptdrainageleitung angeschlossenen Behälter.
[0025] In einer ganz einfachen Ausführung könnte die Messung des gesammelten Mediums aber auch durch Sichtkontrolle an einem entsprechendem Sammelbehälter erledigt werden. Die Messvorrichtung würde dann durch ein Sichtfenster am entsprechenden Sammelbehälter oder durch einen transparenten Sammelbehälter realisiert sein.
[0026] Für die Zwecke dieses Dokuments wird unter einem an die Hauptdrainageleitung angeschlossenen Behälter jeder Behälter verstanden, in den eine Flüssigkeit der Hauptdrainageleitung ohne Zutun von außen mündet. Bereits erwähnt wurde die Möglichkeit, einen Druckaufnehmer zum Erfassen eines Drucks in der Hauptdrainageleitung vorzusehen und als Messvorrichtung im Sinne der Erfindung zu verwenden.
[0027] Schutz begehrt wird ebenfalls für eine Formgebungsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung.
[0028] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung.
[0029] Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden.
[0030] Dabei zeigen:
[0031] Fig. 1a [0032] Fig. 1b eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung, eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung sowie [0033] Fig. 2 eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Formgebungsmaschine in symbolischer Darstellung.
Figur 1a dargestellte Maschinenelement 1 ist eine Drehdurchführung. Diese [0034] Das in verfügt über mehrere Medienkanäle 9, die durch Dichtungen 3 gegeneinander abgedichtet sind.
[0035] Es sind außerdem mehrere separate Drainageleitungen 5 vorgesehen, die sämtlich in eine Hauptdrainageleitung 4 münden.
[0036] Dabei ist zu erwähnen, dass die Hauptdrainageleitung 4 aus einem Hauptdrainagekanal in einem Bauteil der Drehdurchführung und einem daran angeschlossenen flexiblen oder nicht flexiblen Leitungsteil, wie beispielsweise einem Schlauch oder einem Rohr, zusammengesetzt sein kann. Als Sammelvorrichtung 6 dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Sperrventil, welches beispielhaft als Zweiwegeventil ausgeführt ist. Ein entsprechendes Sperrventil kann elektrisch bzw. elektronisch angesteuert sein, wobei theoretisch auch ein handbetriebenes Sperrventil zum Einsatz kommen kann. Außerdem ist eine Messvorrichtung, ausgebildet als Druckaufnehmer, vorgesehen.
[0037] In regelmäßigen Abständen kann das Sperrventil geöffnet werden und danach kann mittels des Druckaufnehmers beobachtet werden, wie schnell der Druck steigt. Geschieht dies signifikant schneller als bei vorherigen Beobachtungszyklen, ist von erhöhter Leckage auszugehen.
[0038] Es ist zu bemerken, dass nicht alle Dichtungen 3, Medienkanäle 9 und separate Drainagekanäle 5 mit Bezugszeichen versehen sind, um die Übersichtlichkeit der Darstellung zu wahren.
[0039] Figur 1b ist eine Darstellung analog zu jener aus Figur 1a, wobei die Sammelvorrichtung 6 unterschiedlich ausgebildet ist.
[0040] Die Sammelvorrichtung 6 ist in Figur 1b nämlich durch ein Druckbegrenzungsventil ausgeführt. Das Druckbegrenzungsventil kann beispielsweise auf etwa 0,5 Bar über Umgebungsdruck eingestellt sein. Wird dieser Druck in der Hauptdrainageleitung 4 erreicht, öffnet
3/8
AT 520 464 B1 2020-03-15 österreichisches patentamt sich das Druckbegrenzungsventil und der Druck in der Hauptdrainageleitung 4 - zusammen mit den separaten Drainageleitungen 5 - senkt sich. Dieses Öffnen des Druckbegrenzungsventils kann als Druckabnahme über den Druckaufnehmer (Messvorrichtung 7) detektiert werden. Nimmt die Zeit zwischen diesen Aktivierungen des Sperrventils signifikant ab, kann ebenfalls von erhöhter Leckage ausgegangen werden.
[0041] Figur 2 ist eine rein schematische Darstellung einer Formgebungsmaschine 10 mit einem Maschinenelement 1 und einer Drainageleitung 5. An die Drainageleitung 5 schließt sich ein Behälter an, in dem das aus dem Maschinenelement 1 leckende Medium gesammelt wird, das heißt der Behälter bildet die Sammelvorrichtung 6. Es sind zwei Beispiele für Möglichkeiten zur Erfassung der Menge des Mediums im Behälter illustriert. Dies wäre zum einen die Erfassung des Volumens des Mediums im Behälter über einen Schwimmer 7. (Natürlich muss über eine separate oder integrierte Vorrichtung das Niveau des Schwimmers detektiert werden. Dies ist in der schematischen Darstellung der Figur 2 aber nicht dargestellt.) [0042] Das zweite Beispiel wäre eine Waage als Messvorrichtung 7, auf der der Behälter angeordnet ist. Durch die Waage kann die Masse des im Behälter befindlichen Mediums oder eine ähnliche Größe erfasst werden.
[0043] Die beiden mit Figur 2 illustrierten Ausführungsbeispiele können sowohl mit einer Messvorschrift mit vorher vorgegebener Zeitspanne als auch mit einem Grenzwert für das Volumen bzw. die Masse verwendet werden.
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BEZUGSZEICHENLISTE:
Maschinenelement1
Lager2
Dichtung3
Hauptdrainageleitung4
Separate Drainageleitung5
Sammelvorrichtung6
Messvorrichtung7
Medienleitung9
Formgebungsmaschine10

Claims (7)

  1. Patentansprüche
    1. Drehdurchführung für eine Formgebungsmaschine, mit mehreren mittels Dichtungen (3) gegeneinander abgedichteten Medienleitungen (9), wobei
    - für die verschiedenen Medienleitungen (9) separate Drainageleitungen (4, 5) zum Auffangen eines aus den Dichtungen (3), vorzugsweise im Wesentlichen drucklos, austretenden Mediums vorgesehen sind,
    - eine Hauptdrainageleitung (4) vorgesehen ist, in welcher die separaten Drainageleitungen (5) zusammengeführt sind,
    - zumindest eine Sammelvorrichtung (6) zum Sammeln des in den Drainageleitungen (4, 5) über eine Zeitspanne aufgefangenen Mediums vorgesehen ist, welche zumindest eine Sammelvorrichtung (6) in und/oder an der Hauptdrainageleitung (4) angeordnet ist, und
    - eine Messvorrichtung (7) vorgesehen ist, welche dazu ausgebildet ist, eine Menge des mittels der zumindest einen Sammelvorrichtung (6) über die Zeitspanne gesammelten Mediums direkt und/oder indirekt zu messen.
  2. 2. Drehdurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (7) dazu ausgebildet ist, die Menge des mittels der zumindest einen Sammelvorrichtung (6) gesammelten Mediums während und/oder nach der Zeitspanne zu messen, wobei die Zeitspanne vorzugsweise vorab festgelegt ist.
  3. 3. Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (7) dazu ausgebildet ist, einerseits eine sich mit der Menge des gesammelten Mediums verändernde Eigenschaft des mittels der zumindest einen Sammelvorrichtung (6) gesammelten Mediums zu messen und andererseits die Zeitspanne zu messen, wobei ein Messwert der Zeitspanne zu einem Zeitpunkt, bei dem ein Messwert der Eigenschaft des gesammelten Mediums einen Grenzwert erreicht und/oder überschreitet, als Maß für die Menge des über die Zeitspanne gesammelten Mediums dient.
  4. 4. Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sammelvorrichtung (6) zumindest eines der folgenden aufweist:
    - ein in den Drainageleitungen (4, 5) angeordnetes Sperrventil,
    - ein in den Drainageleitungen (4, 5) angeordnetes Druckbegrenzungsventil und/oder
    - einen an die Drainageleitungen (4, 5) angeschlossenen Behälter.
  5. 5. Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (7) einen Druckaufnehmer zum Erfassen eines Drucks in den Drainageleitungen (4, 5) aufweist.
  6. 6. Formgebungsmaschine mit einer Drehdurchführung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  7. 7. Verfahren zum Bestimmen einer Menge eines über eine Zeitspanne aus Dichtungen (3) einer Drehdurchführung austretenden Mediums, wobei
    - die Dichtungen (3) mehrere Medienleitungen gegeneinander abdichten,
    - aus den Dichtungen (3) über separate Drainageleitungen (4,5), vorzugsweise im Wesentlichen drucklos, austretendes Medium in einer Hauptdrainageleitung (4) zusammengeführt wird und über die Zeitspanne hinweg in zumindest einer in und/oder an der Hauptdrainageleitung (4) angeordneten Sammelvorrichtung (6) gesammelt wird und
    - die Menge des über die Zeitspanne hinweg gesammelten Mediums mittels einer Messvorrichtung (7) direkt und/oder indirekt gemessen wird.
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