DE69213298T2 - Statische Dichtung zwischen den Innenringen zweier Wälzlager und einer Welle - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Lagerzusammenstellungen für drehende Teile, zum Beispiel Arbeitswalzen in Walzwerken. Die Lager, auf denen sich Arbeitswalzen der Walzwerke drehen, befinden sich in Gegenwart einer aggresiven Umgebung und migissen hohe radiale Lasten tragen, die durch den Durchgang der von den Walzen, unterstützt von Lagern, die den Walzzapfen im st(itzendem Einbaustück tragen, zu gestaltenden Teilen ausgeübt werden. Der Umformungsprozeß setzt die Walzen zu hohen Drücken und Stößen aus während die Einbaustücke, in denen die Lager untergebracht sind, der radialen und axialen Abweichungen nachgeben. Solche Lager müssen Dichtungen haben, die Schmutzstoffe während die Abweichung im der Lagerzusammenstellung stattfindet heraushalten.
• Die Aufgabe den Schmutzstoff herauszuhalten wurde schon auf verschiedenen Weisen, wie zum Beispiel durch T-förmige Zwischenringe zwischen den Innenringbauteilen nebeneiander liegender Lager, angegriffen. Solche Dichtungen wurden unwirksam befunden um Wasser, das zur Wärmeregelung verwendet wird, herauszuhalten. Während des Betriebes der Walzen haben die inneren Laufbahnringe eine durch Richtungsänderung der Axiallast bedingte Tendenz auseinander zu gehen und lassen damit Wasser und schmutzhaltiges Wasser hereinkommen. Das verursacht Verschleiß an den Stirnseiten der inneren Laufbahnringe, was sehr starken Eindrang von Wasser und Schmutzstoff in die Lagerzusammenstellung erlaubt.
• Dieses Problem der beschriebenen Beschaffenheit wurde von den Lagerherstellern hinsichtlich des Schützens der Lager in Arbeitswalzen und Stützwalzen eines Walzwerkes addressiert. Ein Beispiel wird in U.S.A. Patent Nr. 4692040, das einen Dichtungsaufbau in Gebrauch darstellt, in dem die Stirnflächen der inneren Laufbahnringe gegenseitig aneinander stoßen, gesehen. Jedoch keines dieser in dem Patent gezeigten Entwürfe werden mit der Trennung der inneren Laufbahnringe, die im Betrieb stattfindet, in wirksamer Weise fertig.
• In US 4692040 wird eine Lagerzusammenstellung gezeigt die aus mehreren inneren und äußeren Laufbahnbauteilen mit Wälzkörpern dazwischen besteht. Die Innenringbauteile sind aneinanderstoßend und mit einer Dichtung in Stirnsenkern in den Innenringbauteilen dargestellt. Ene Vielfalt verschiedener Dichtungen mit einer Höchstanzahl von nur zwei mit axialem Zwischenraum angeordneten Dichtungsteilen werden beschrieben.
• Eine alternative Lagerzusammenstellung ist in DE 3915624 gezeigt. In dieser Zusammenstellung stoßen die inneren Laufbahnteile nicht gegeneinander an, und anstatt werden mittels einer Dichtung, die axial in die Schultern angebracht in den äußeren Stirnseiten der inneren Bauteile hervorragt, getrennt.
• Nach der Erfindung is eine Lagerzusammenstellung für die Unterstützung einer drehenden Welle vorgesehen bestehend aus Innenringbauteilen zur Einstellung auf der drehenden Welle in axialer Berührung miteinander, aus Außenringbauteilen die Innenringbauteile umfassend, aus Lagerelementen radial angeordnet zwischen und in Wälzkontakt mit den genannten Innenringund Außenringbauteilen, die genannten Innenringbauteile mit Stirnsenkern versehen, die sich axial längs der drehenden Welle von den aneinanderstoßenden Enden der genannten Innenringbauteile erstrecken, aus Dichtungsmitteln in diesen Stirnsenkern eingestellt und mit Dichtungsmitteln axial mit Zwischenraum voneinander an gegenüberliegenden Seiten der genannten anstoßenden Enden der Innenringbauteile versetzt und entsprechend in den genannten Stirnsenkern eingefaßt und aus Mitteln die einen nach außen gerichteten Druck auf das genannte Dichtungsmittel ausüben um die genannten Druckmittel in Eingriff mit den Stirnsenkern zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel außerdem ein weiteres Dichtungsteil axial von den genannten Dichtungselementen mit Zwischenraum angeordnet und an die Oberfläche der Bohrung auf jeder axialen Seite der genannten gegeneinander stoßenden Enden eingreifend enthält und daß das genannte Mittel einen radialen Druck nach außen auf das Dichtungsmittel ausübend angepaßt ist um lose auf der Welle angebracht zu sein und wirkt um das genannte Dichtungselement in einen Dichtungseingriff mit den entsprechenden Stirnsenkern einzudrücken.
• Die Erfindung wird jetzt durch ein Beispiel ausführlicher beschrieben, mit Bezugnahme zu der begleitenden Zeichnung, in der:
• Bild 1 ist eine Teilschnittansicht von so viel des Lagers zur Unterstützung des Walzzapfens eines Walzwerkes wie geglaubt notwendig die Umgebung der Erfindung dazustellen;
• Bild 2 ist eine vergrößerte Teileinzelheit des axialen Unterschnittes für den Empfang des Dichtungmittels; und
• Bild 3 ist ein modifiziertes Dichtungmittel für die Umgebung in Bild 2 dargestellt.
• Mit Bezug auf Bild 1, eine Walze R eines Walzwerkes ist mit einem Walzenzapfen 10 gestaltet, der zum Drehen von einer Lagerzusammenstellung 11 einer Gattung wie zum Teil im Schnitt dargestellt in einem Walzenzapfengehäuse 12 getragen wird. Die Lagerzusammenstellung ist ein mehrreihiger Zusammenbau mit Wälzelementen 13 betriebswürdig zwischen äußeren und inneren Laufbahnbauteilen eingestellt. Die Lagerzusammenstellung kann jedoch andere innere und äußere Laufbahnbauteile für die unterstützenden Wälzkörper aufweisen. Man kann es sehen, daß die inneren Laufbahnbauteile 15 mit axialer Berührung miteinander angeordnet sind und eine gemeinsame Dichtunszusammenstellung aufweisen. In diesem Falle ist ein Stützring B an der abgerundeten Schulter zwischen der Walze R und dem Zapfen 10 angebracht.
• In anderen Ausführungen, nicht dargestellt, kann der Lageraufbau mehr als zwei gegeneiander anstoßende innere Laufbahnteile 15 haben, und auch in solchen Zusammenstellungen haben jede zwei aneinander liegenden Laufbahnbauteile 15 eine gemeinsame Dichtungszusammenstellung 16.
• Nach Bild 2 wendent, ist dort in teilschnittiger vergrößerter Enzelheit eine typische Dichtungszusammenstellung 16 für Axialbohrungen gezeigt, die die folgenden Kennzeichen aufweist. Die aufeinader anstoßenden Stirnflächen 17 der zwei inneren 10 Laufbahnbauteile 15 sind axial unterschnitten um einen Stirnsenker 18 zur Walzenzapfenwelle zu gestalten, und die zentrale Öffnung, durch die zusammenwirkenden Bohrungen 18 gestaltet, nimmt ein elastisches Polymerdichtungsbauglied 20 auf, das durch einen metallischen Sprengring 21, der lose auf dem Walzenzapfen 10 angebracht ist, in die Dichtungstellung gedrückt wird.
• Das Dichtungselement 20 ist als ein Kissen gestaltet das sich über die genannten Stirnflächen 17 erstreckt. Das Kissen 22 wird auf jeder Seite von einer elastischen Dichtungslippe 23 flankiert, und das Kissen 22 wird durch Gestaltung von entgegengesetzten Endflanschen 24, die die Enden 25 des Sprengringes 21 umfassen, in Betriebsstellung gehalten. Diese Dichtungzusammenstellung 16 ist wirksam um zu verhindern, daß Wasser und Schmutzstoff zu den Stirnflächen 17 während Auseinandersetzung dieser Stirnflächen 17 herankommen. Die Dichtungslippen 23 laufen auf der Oberfläche des Stirnsenkers 18 mit einer Preßpassung, die vom Kissen 20 zwischen den Lippen 23 bestimmt wird. Das Dichtungselement 20 wird durch den Sprengring 21, der als ein&Feder wirkt um das Dichtungsstellungskissen 22 gegen die Stirnsenker 18 der inneren Laufbahnbauteilen 15 zu drücken, radial nach außen erstreckt. Die größere radiale Abmessung der Dichtungslippen 23 im Verhältnis zu der radialen Abmessung des Kissens 22, wenn die Dichtung sich im freien Zustand befindet, zwingt die Dichtungslippen 23 dazu sich in eine Pressung mit den Stirnsenkern zu biegen. Die axiale nach außen gerichtete im Verhältnis zu den Stirnflächen 27 Winkelstellung der Dichtungslippen 23 wirkt dafür, Wasser- und Schmutzstoffeintritt zwischen den Lippen 23 und dem Kissen 22 zu verhindern. Axialbewegung des Dichtungselementen im Verhältnis zu den zwei inneren Laufbahnbauteilen 15 wird zu einer kleinen axialen Abmessung zwischen den Endflanschen 24 und dem entsprechenden gegenübergesetzten Stirnflächen der Stirnsenker begrenzt.
• Eine wichtige Eigenschaft des illustrierten Aufbaues, zusätzlich zu den oben genannten, ist, daß, wenn Wasser und Schmutzstoff in die Öffnungen 19 auf einer oder jeder Seite des Kissens 22 eindringen, der Verschleiß des Kissens 22 dadurch verursacht an der äußeren Oberfläche des Kissens 22 stattfindet, was zur Folge hat, daß der Ring 21 sich radial nach außen wegen dem Verschleiß vergrößert, und damit den Druck der Dichtungslippen 23 auf die Stirnsenkerflächen 18 erhöht wird, was die Preßpassung dieser Dichtungen verstärkt. Diese Verstärkung der Preßpassung der Dichtungslippen 23 verbessert die Fähigkeit der Dichtungen Wasser und Schmutzstoff herauszuhalten.
• Ein fortsetzendes Problem eine zweckmäßige Dichtung in den Lagern zur Unterstützung des Walzenzapfens eines unerbittlichen Warmwalzwerkes zu erhalten, hängt mit den mehrreihigen Wälzlagern zusammen, in denen die inneren Bauteile des Lagers periodischen axialen Auseinandersetzungen aus der gewünschten Berührungslage ausgesetzt werden. Wenn die Innenbauteile sich auseinander setzen, Wasser und Schmutz können in Abwesenheit einer wirksamen Dichtung in das Lager eindringen, denn in einem Warmwalzwerk wird Wasser zur Kühlung der Walzzapfenlager gebraucht. Der Eindrang von Wasser und aller Schmutzmittel die es mitbringen kann verursacht Verschleiß unternommen eine Dichtung zwischen den inneren Bauteilen anzubringen, die. Wasser und Schmutzstoff ausschließen. Ein Versuch dieses Problem zu überbrücken ist in dem vorher genannten U.S.A. Patent 4692040 gezeigt. Es wird geglaubt, daß die hierin illustrierten Dichtungsanordnungen eine bessere Dichtung liefern da sie fortsetzend eine wirksame Dichtung erhalten wenn Verschleiß stattfindet. Verschleißkompensation is eine wichtige Eigenschaft des Lagers, denn sie überbrückt die Auslagen für Demontage der Walzwerklager um eine Dichtung, die nicht für Verschleiß kompensiert, auszuwechseln.
• Eine modifizierte Lagerzusammenstellung 26 wie in Bild 3 gezeigt ist in den Unterschnittbohrungen 27 in den inneren Bauteilen 23 angebracht. Die inneren Laufbahnbauteile 28 sind mit ihren aneinander liegenden Enden 29 in axialer Berührung. Die zusammenstoßenden Enden 29 brauchen Schutz von Wasser und Schmutzstoff die eingeführt werden können wenn die Enden 29 sich während des Betriebes der Walze R trennen. Die Dichtungszusammenstellung 26 in diesem Aufbau ist mit verdoppelten Dichtungskissen 30 an gegenüberliegenden Seiten der Anstoßzone der Enden 29 angebracht gestaltet und jedes Dichtungskissen 30 weist eine dazugehörige elastische Dichtungslippe 31 in Berührung mit den Unterschnittflächen 27 um Schmutzstoffe und Wasser von den Dichtungskissen 30 auszuschließen.
• Da es ein Paar von Kissen 30 gibt, jedes solcher Kissen wird radial gegen den linterschnitt 27 von einem Sprengring 32 gedrückt der lose auf dem Walzzapfen 10 angebracht ist. Diese Ringe 32 helfen auch die Kissen 30 in der richtigen Stellung zu halten, indem sie eine Eistellungfunktion liefern, dadurch daß jedes von abgehängten Flanschen 33 neben den entsprechenden Dichtungslippen 31 und zentrierenden Flanschen 34 zwischen den Ringen (32) umfaßt wird.
• Die obige Beschreibung hat gewisse Gestaltungen eines verbesserten Dichtungsmittels dargelegt, die Wasser und Schmutzstoff von den Innenbauteilen der Rollenlager, die relativer Bewegung während in gegeneinanderstoßenden Lage angebracht ausgesetzt sind, weghält Die Zweckmäßigkeit ist so weit wie möglich Verschleiß zu verzögern.
• So ist eine Lagerzusammenstellung für eine Welle dargestellt worden bestehend aus einer Mehrzahl von inneren Laufbahnbauteilen zu axialer Austoßung miteinander aufgebaut, äußeren Laufbahnbauteilen die inneren Laufbahnbauteile umfassend und Lagerelementen in Wälzkontakt mit den Lauf bahnen an den inneren und äußeren Laufbahnbauteilen, aneinander anstoßenden Enden jeder zwei der inneren Laufbahnbauteile mit axial erstreckender Unterschnittbohrung versehen und einer Dichtungszusammenstellung in dem Unterschnitt der Bohrung angebracht und mit dem ersten Teilstück die Oberfläche der Bohrung auf jeder axialen Seite der genannten miteinander anstoßenden Enden der zwei inneren Laufbahnbauteile eingreifend, und der genannten Dichtungszusammenstellung mit weiteren Teilstücken von dem genannten ersten Teilstück mit Zwischenraum versetzt und mit Oberflächen der Bohrungen in elastischem Dichtungseingriff an entgegengesetzten Seiten der anstoßenden Enden der zwei inneren Laufbahnbauteile. Das erste Teilstück kann sich ununterbrochen über die Stelle der genannten anstoßenden Enden erstrecken oder kann aus zwei Elementen, die Bohrungen an axial gegenüberliegenden Seiten entsprechend der Stelle der genannten anstoßenden Enden eingreifen, bestehen. Das erste Teilstück besteht geeignet in der Gestalt eines Kissens oder von Kissen und wirkt um den Grad der Verformung der genannten weiteren Teilstücke der Dichtungszusammenstellung zu beschränken.

Claims (8)

1. Eine Lagerzusammenstellung für die Unterstützung einer drehenden Welle bestehend aus Innenringbauteilen (15; 28) zur Einstellung auf der drehenden Welle (10) in axialer Berührung miteinander, aus Außenringbauteilen (14) die Innenringbauteile umfassend&sub1; aus Lagerelementen (13) radial angeordnet zwischen und in Wälzkontakt mit den genannten Außenring- und Innenringbauteilen (15), die genannten Innenringbauteile (15) mit Stirnsenkern (18; 27) versehen, die sich axial längs der drehenden Welle von den aneinanderstoßenden Enden der genannten Innenringbauteile erstrecken, aus Dichtungsmitteln (16; 26) in diesen Stirnsenkern (18; 27) eingestellt und mit Dichtungsmitteln (23; 31) axial mit Zwischenraum voneinander an gegenüberliegenden Seiten der genannten anstol3enden Enden der ]nnenringbauteile versetzt und entsprechend in den genannten Stirnsenkern eingefaßt und aus Mitteln (21; 32) die einen nach außen gerichteten Druck auf das genannte Dichtungsmittel (16; 26) ausüben um die genannten Druckmittel in Eingriff mit den Stirnsenkern zu drücken, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel (16; 26) außerdem ein weiteres Dichtungsteil (22; 30) axial von den genannten Dichtungselementen (23; 31) mit Zwischenraum angeordnet und in die Oberfläche der Bohrung auf jeder axialen Seite der genannten gegeneinander stoßenden Enden eingreifend enthält und daß das genannte Mittel einen radialen Druck nach außen auf das Dichtungsmittel ausübend angepaßt ist um lose auf der Welle angebracht zu sein und wirkt um die genannten Dichtungselemente (23; 31) in Dichtungseingriff mit den entsprechenden Stirnsenkern einzudrücken.

2. Eine Lagerzusammenstellung nach Anspruch 1, in der das genannte weitere Dichtungteilstück aus den entsprechenden Dichtungskissen (30) besteht axial mit Zwischenraum auf jeder Seite der Anstoßstelle der genannten Innenringbauteile angebracht, mit den genannten Dichtungselementen (31) ensprechend in den Stirnseiten mit axialem Zwischenraum hinseitig der genannten Dichtungskissen untergebracht.

3. Eine Lagerzusammenstellung nach Anspruch 2, in der das genannte Druck ausübende Mittel aus einzelnen Druck ausübenden Elementen (32) besteht an gegenüberliegenden axialen Seiten der anstoßenden Enden der Innenringbauteilen angebracht und wirkend ist die entsprechenden Dichtungselemente (31) und Dichtungskissen (30) in einen Dichtungsangriff mit den Stirnsenkern zu drücken.

4. Eine Lagerzusammenstellung nach Anspruch 1, in der der genannte weitere Dichtungsanteil ein Dichtungskissen (22) ist, das mit einer Oberfläche im Eingriff mit den Stirnsenkern steht und sich ununterbrochen über den Anstoß der Innenringbauteile erstreckt.

5. Eine Lagerzusammenstellung nach irgendeinem der vorgehenden Ansprüche, in der jedes der genannten Dichtungselemente eine Lippendichtung (23; 31) enthält, um eine erste Barriere gegen Schmutzstoffeindrang zum weiteren Dichtungsanteil (22; 30) zu bilden.

6. Eine Lagerzusammenstellung nach Anspruch 5, in der die genannten Lippendichtungen (23; 31) elastisch sind um den Dichtungskontakt an dem genannten Unterschnitt in jedem der genannten inneren Bauteilen zu erhalten.

7. Eine Lagerzusammenstellung nach irgendeinem der vorgehenden Ansprüche, in der das genannte Dichtungsmittel Flanschemittel (24) enth.lt die die Druck ausübenden Mittel zum Halten der genannten Dichtung in der genannten Unterschnittbohrung in Schmutzstoff entschließender Stellung in der Lagerzusammenstellung umfängt.

8. Eine Lagerzusammenstellung nach irgendeinem der vorgehenden Ansprüche, in der das Druck ausübende Mittel (21) wirksam ist das genannte weitere Dichtungsteilstück (22; 30) radial nach außen zu erweitern während Verschleiß des genannten weiteren Dichtungsteilstückes vorkommt, und das genannten Druck ausübenden Mittel (21) die genannten Dichtungselemente in Dichtungsangriff mit den Oberflächen der genannten Unterschnittbohrung drückt, um damit für Verschleiß des gesamten weiteren Dichtungteilstückes zu kompensieren.