DE69404658T2

DE69404658T2 - Verriegelte dichtung und hülse für ölfillmlager eines walzwerkes

Info

Publication number: DE69404658T2
Application number: DE69404658T
Authority: DE
Inventors: Charles L. Jr. Paxton Ma 01612 Innis; Thomas E. Westborough Ma 01581 Simmons
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1997-11-27
Anticipated expiration: 2014-06-01
Also published as: BR9406852A; ES2104397T3; NO308047B1; JP3237067B2; KR960703044A; FI108526B; CN1124934A; ATE156045T1; TW289742B; US5478090A; NO942246D0; AU675723B2; DE69404658D1; EP0703840A1; FI956053A; JPH08511731A; EP0703840B1; ZA944072B; AU7096894A; WO1994029041A1

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf Ölfilmager und Zapfendichtungen für Walzen in einem Walzwerk und befaßt sich im wesentlichen mit verbesserten Mitteln zum Widerstehen von Zentrifugalverwindung.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Typische Ölfilmlager für Walzwerke und Zapfendichtungen sind offengelegt in den US-Patenten Nr.4,165,881 und Nr.4,586,720. In diesen Anordnungen sind Zapfendichtungen Zentrifugaräften ausgesetzt, welche dazu neigen, sie von den sich verjüngenden Abschnitten der Walzenzapfen, auf welche sie montiert sind, wegzuziehen. Über die Jahre wurden metallische Verstärkungen eingebaut und/oder außen angebracht, an die Dichtungskörper angefügt, um der Zentrifugalverwindung zu widerstehen.
Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fähigkeit der Zapfendichtungen zentrifugalen Kräften zu widerstehen, weiter zu verbessern.
Ein weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Zentrifugalverwindung der Zapfendichtungen zu widerstehen, ohne auf zusätzliche eingebaute und/oder außen angebrachte metallische Verstärkungen zurückgreifen zu müssen.

Zusammenfassung der Erfindung

Bei den bevorzugten Ausführungen der Erfindung, welche nachfolgend genauer beschrieben werden, werden diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß angrenzende Ende des Zapfend ichtungskörpers und der Walzenzapfenhülse zurückgebaut werden, um eine überlappende Verriegelung zwischen den beiden zu schaffen, was dazu führt, daß das Dichtungsende radial innerhalb des Hülsenendes eingesperrt ist. Diese radiale Beschränkung erhöht deutlich den Widerstand gegen Zentrifugalverwindung, und zwar ohne die Notwendigkeit auf zusätzliche eingebaute oder außen angebrachte Verstärkungen zurückgreifen zu müssen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Teilschnittansicht eines Dichtungszusammenbaus gemäß einer Ausführung der Erfindung;
Figur 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teiles von Figur 1; und
Figur 3 und 4 sind Darstellungen ähnlich Figur 2 und zeigen alternative Ausführungen.

Detaillierte Beschreibung der dargestellten Ausführungen

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen und zunächst auf die Figuren 1 und 2. Bei 2 ist eine Walze gezeigt, mit einer Endwand 4 und einem Walzenzapfen mit einem abgeschrägten Mittelstück 6, welches zu einem weniger abgeschrägten Endstück 8 führt. Eine Hülse 10 ist auf das abgeschrägte Endstück 8 montiert und ist relativ zu dem Walzenzapfen mit herkömmlichen Mitteln (nicht gezeigt) zur Drehung damit befestigt. Die Hülse 10 hat eine äußere Lauffläche 12, welche zur Drehung innerhalb einer inneren Lauffläche 14 einer befestigten Hülse 16, welche geführt wird in einem Walzenkeil 18, gelagert ist.
Die Hülse 10 dreht sich mit der Walze, während der Walzenkeil 18 und die befestigte Hülse 16 ortsfest bleiben. Öl in ausreichender Menge wird ständig zwischen die Laufflächen 12 und 14 gegeben, um einen hydrodynamisch geschaffenen Film zwischen den Flächen 12, 14 zu halten. Eine kreisförmige Ausdehnung 20 des Walzenkeils hält an ihrer Unterseite eine Ölwanne 22 bereit, in welche das Öl, welches aus dem Lager tritt, ständig gesammelt wird. Das Öl kann aus der Ölwanne mittels einer geeigneten Leitung (nicht gezeigt) entfernt werden, um dann wieder zu den Laufflächen zurückgeführt zu werden.
Wo die Walze 2 unter "nassen" Bedingungen arbeitet, fließt eine Kühlflüssigkeit beständig über die Walze 2 und runter über die Endwand 4. Trotz der Zentrifugakräfte, welche dazu neigen das Kühlmittel von der Walze abzuschleudern, arbeitet sich ein Teil des Kühlmittels vor entlang des Walzenzapfens in Richtung des Lagers. Die Aufgabe der Dichtung, allgemein angezeigt bei 26, und der biegsamen Zapfendichtung 28, welche einen Teil des Lagers bildet, ist es zu verhindern, daß irgendein Teil der Kühlflüssigkeit das Lageröl erreicht und kontaminiert und umgekehrt, zu verhindern, daß das Lager Öl verliert.
Die biegsame Zapfendichtung 28 beinhaltet einen biegsamen, kreisförmigen Dichtungskörper 30 mit Lippen 32a, 32b in Dichtungsverbindung mit dem Konusteil 6 des Walzenzapfens. Die Zapfendichtung 28 ist gebildet aus einem geeigneten, elastischen, gummiartigen Material. Vorzugsweise ist der Dichtungskörper 30 von innen heraus verstärkt durch eine eingebaute Kombination einer Sprungfeder 34 und einem Stahlkabel 36 wie beschrieben in US-Patent Nr.3,330,567. Die Lippe 32b ist auch radial ausgerichtet mittels einer äußeren Feder 33.
Der Dichtungskörper 30 hat eine äußere zylindrische Oberfläche 38, welche parallel ist zu der Rotationsachse der Walze 2, wenn die Zapfendichtung in ihrer montierten Position ist, wie gezeigt in Figur 1. Ein paar von axial plazierten, kreisförmigen, biegsamen Flanschen 40a, 40b sind Bestandteil des Dichtungskörpers 30 und erstrecken sich aus diesem heraus an einander gegenüberliegenden Enden aus der äußeren zylindrischen Oberfläche 38 radial auswärts. Die Flansche 40a, 40b sind vorzugsweise mit biegsamen Ausbuchtungen 42a, 42b versehen.
Die Dichtungseinheit beinhaltet auch eine steife, kreisförmige Dichtungsendplatte 44, die auf den Walzenkeil 18 montiert ist. Die Dichtungsendplatte hat einen sich radial nach innen erstreckenden, steifen Flansch 46, der senkrecht zur Rotationsachse der Walze 2 verläuft. Das innere Ende des Flansches 46 ist radial von der äußeren, zylindrischen Oberfläche 38 auf dem biegsamen Dichtungskörper plaziert. Die Dichtungsendplatte 44 beinhaltet des weiteren Schultern 48a, 48b, welche sich in entgegengesetzten Richtungen von der Basis des steifen Flansches 46 erstrecken. Die Schultern 48a, 48b umgeben die biegsamen Dichtungsflansche 40a, 40b und sind so angeordnet, daß sie gleitend von den flexiblen Lippen 42a, 42b berührt werden.
Die Dichtungseinheit 26 beinhaltet ferner zusätzliche Flansche 52, welche sich radial auswärts von den Schultern 48a, 48b auf der Dichtungsendplatte erstrecken, einen inneren Dichtungsring 54, der wahlweise elastische Knöpfe 56 hat, welche an der Endwand 4 der Walze eingreifen, mit dem inneren Rand des inneren Dichtungsringes, welcher den biegsamen Dichtungskörper bei 58 berührt und einen äußeren Dichtungsring 60, welcher den inneren Dichtungsring 54 umgibt und an seiner unteren Seite einen Entwässerungsauslaß 62 hat.
Während eines Walzvorganges funktioniert der oben beschriebene Apparat in folgender Weise: Der innere Dichtungsring, die biegsame Zapfendichtung 28 und die Hülse 10 drehen sich mit dem Walzenzapfen. Der äußere Dichtungsring 60, die Dichtungsendplatte 44, der Keil 18 und die Hülse 16 bleiben ortsfest. Schmieröl läuft ständig zwischen den Laufflächen 12 und 14 heraus. Das meiste von diesem Öl wird zurückgeholt mittels einer sich drehenden Schleuderscheibe 64 auf der Zapfendichtung 28 und wird so zu der Ölwanne 22 geleitet. Das Öl, welches an der Schleuderscheibe 64 vorbei gelangt, wird mittels eines sich drehenden Flansches 40b zurückgeholt und wird am Durchrinnen zwischen dem Flansch 40b und der Schulterfläche 50 durch die flexible Lippe 42b gehindert, welche dicht an der Schulterfläche 50 eingreift. Gleichermaßen wird der größte Teil des auf die Walze 2 aufgetragenen Kühlmittels mittels des sich drehenden inneren Dichtungsringes 54 zurückgeholt. Kühlmittel, welches am inneren Dichtungsring 54 vorbeigelangt, wird von dem sich drehenden Flansch 40a auf der Zapfendichtung 28 zurückgeholt und am Durchrinnen zwischen dem Flansch 40a und seiner umgebenden Schulter 48a mittels einer flexiblen Lippe 42a gehindert.
Wenn sich der Walzenzapfen dreht, besteht eine Neigung der Zapfendichtung 28 sich zentrifugal zu verformen. Einer solchen Verformung wird widerstanden mittels der inneren Verstärkungen 34, 36 und mittels der äußeren Feder 33, welche die Lippe 32b umgibt. Äußere Verstärkungen in der Form von metallischen Bändern (nicht gezeigt) können auch an der äußeren zylindrischen Oberfläche 38 des Dichtungskörpers angebracht werden.
Solche hinzugefügten Verstärkungen jedoch widerstehen nicht effektiv der Neigung des äußeren Teils 30a der Dichtung inklusive der integralen Schleuderscheibe 64 von dem Walzenzapfen wegzuziehen. Die vorliegende Erfindung wendet sich dieses Problem, indem das äußere Endstück des Dichtungskörpers so ausgeführt ist, daß es überlappt wird und somit radial begrenzt wird innerhalb eines inneren Endstücks der Hülse 10. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Endwand der Hülse mit einer kreisförmigen Aussparung 66 versehen wird, in der eine kreisförmige Endschulter 68 des Dichtungskörpers axial aufgenommen wird.
In der in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführung hat die Schulter eine Stirnfläche, welche den Aussparungsboden 70 berührt und eine äußere Oberfläche, die eine Wand der Aussparung entlang einer Zwischenfläche 72 berührt, welche in derselben Richtung abgeschrägt ist, wie die Schräge des Walzenzapfenstückes 6. Figur 3 zeigt eine alternative Ausführung in welcher die Zwischenfläche 72' in einer Richtung abgeschrägt ist entgegengesetzt zu der der Schräge des Walzenzapfenstückes 6. in Figur 4 ist die Zwischenfläche 72" zylindrisch.
In jeder der hier dargestellten Ausführungen ist die Dichtungskörperschulter 68 überlappt von und somit radial verriegelt mit dem inneren Ende der Hülse 10. Dies verhindert jede Neigung des äußeren Endes der Dichtung sich zentrifugal zu verwinden. Die in Figur 1 und 2 dargestellte Abschrägung der Zwischenfläche wird bevorzugt, weil es das Einführen während des Montierens des Lagers auf den Walzenzapfen ermöglicht, was besonders dann wünschenswert ist, wenn die Dichtung von der Hülse getrennt wurde. Das Ende der Hülse drückt immer gegen die Dichtung wie bei 74 und zentrifugale Kräfte, wie sie bei Drehung mit hoher Geschwindigkeit zu beobachten sind, schaffen eine stabilisierende Keuwirkung zwischen der Hülse und der Dichtung.
Die entgegengesetzte Abschrägung der Zwischenfläche wie in Figur 3 schafft eine axiale Verriegelung zwischen der Dichtung und der Hülse, was dazu beiträgt, daß diese Komponenten während dem Montieren und dem Demontieren des Lagerzusammenbaus zusammengebaut bleiben.

Claims

1. Ölfilmiagereinheit für eine Walze (2) in einem Walzwerk, wobei die genannte Walze einen Zapfen mit einem Konusteil (6) hat, welches zu einem Endstück (8) mit verringertem Durchmesser führt, eingeschlossen innerhalb einer Hülse (10), wobei die Hülse in Beziehung zum Walzenzapfen befestigt und zur Drehung in einer Hülle (16) gelagert ist, die befestigt ist innerhalb eines Lagerkeils (18) mit einer biegsamen Dichtung (26), die drehfest montiert ist auf dem Konusteil an einem Punkt, der umgeben ist von einer Dichtungsendplatte (44), befestigt in Bezug zu dem genannten Keil, wobei die genannte Dichtung einen Dichtungskörper (30) mit elastischen Lippen (32a, 32b) hat in Dichtungsberührung mit genanntem Konusteil und radialen Flanschen (40a, 40b) in Dichtungskontakt mit genannter Dichtungsendplatte, gekennzeichnet dadurch, daß ein Endstück der genannten Hülse (10) so ausgeführt ist, daß es ein Endstück des genannten Dichtungskörpers überlappt und dieses radial begrenzt.

2. Ölfilmagereinheit nach Anspruch 1, worin die genannte Hülse eine Endfläche mit einer kreisförmigen Aussparung (66) aufweist, wobei das Endstück des genannten Dichtungskörpers (30) in der genannten Aussparung aufgenommen wird.

3. Ölfilmiagereinheit nach Anspruch 2, wobei das Endstück des genannten Dichtungskörpers (30) eine Berührungsfläche hat, welche radial von einer Seite der genannten Aussparung eingegrenzt ist entlang einer beidseitigen Zwischenfläche, welche die Rotationsachse der genannten Hülse umgibt.

4. Ölfilmiagereinheit nach Anspruch 3, wobei die genannte Zwischenfläche (72) abgeschrägt ist.

5. Ölfilmiagereinheit nach Anspruch 4, wobei die genannte Zwischenfläche abgeschrägt ist (72) in Richtung der Schräge des Konusteiles des genannten Walzenzapfens.

6. Ölfilmiagereinheit nach Anspruch 4, wobei die genannte Zwischenfläche abgeschrägt ist (72') in einer Richtung entgegengesetzt der Richtung der Schräge des Konusteiles des genannten Walzenzapfens.

7. Ölfilmiagereinheit nach einem beliebigen der obenstehenden Ansprüche, worin der Grund der genannten Aussparung in Berührung ist mit einer Endfläche (74) auf genanntem Dichtungskörper (30).

8. Biegsame Dichtung zur Verwendung in einer Ölfilmagereinheit wie beansprucht in einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, welche einen Dichtungskörper (30) umfaßt, der elastische Lippen (32a, 32b) hat, welche zum Dichtungseingriff mit dem Walzenzapfen angepaßt sind und radiale Flansche (40a, 40b) welche zum Dichtungseingriff mit der Dichtungsendplatte angepaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (30) an seinem äußeren Ende profiliert ist, um in die Hülse (10) im Lagerkeil (18) einzugreifen.

9. Dichtung nach Anspruch 8, wobei das genannte äußere Ende des Dichtungskörpers (30) mit einer Schräge (72) versehen ist.

10. Dichtung nach Anspruch 9, wobei der Dichtungskörper mit einer umgekehrten Schräge (72') versehen ist.

11. Dichtung nach Anspruch 8, wobei der Dichtungskörper mit einer zylindrischen Oberfläche (72") versehen ist.

12. Dichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, wobei der Dichtungskörper gebildet ist aus einem elastischen, gumminähnlichem Material und von innen verstärkt ist mittels einer Feder (34).

13. Dichtung nach Anspruch 11, wobei der Dichtungskörper zusätzlich mittels eines inneren Kabels (36) verstärkt ist.