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Kugelgelenkartig ausgebildetes Lager für durch eine Behälterwand geführte
Wellen Die Erfindung bezieht sich auf Lager für liegende oder stehende, hohle oder
volle Schnecken- oder Rührwerks.wellen oder für Wellen für Hohlschnecken, Hohlwalzen,
drehbare Rohr- oder andere Spiralen oder andere Wellen, die außerhalb des Raumes
liegen, in dem die an der Welle angebrachten Vorrichtungen arbeiten und bei denen
durch eine Öffnung in der Wand dieses Arbeitsraumes die Welle bis in das Lager geführt
und eine Abdichtung zwischen dem Arbeitsraum und dem Lager vorgesehen, ist. Die
Welle kann an ihren beiden Enden oder, insbesondere wenn es sich um stehend angeordnete
Wellen handelt, auch nur an einem Ende gelagert sein. Sie kann ferner an ihrem außerhalb
des Arbeitsraumes liegenden Ende bzw. ihren Enden mit zusätzlichen" Einrichtungen,
z. B. Einführungen. oder Abführungen für gas- oder dampfförmige oder flüssige Medien
oder mit Meß-oder Regelgeräten oder Antriebseinrichtungen oder dergleichen Organen,
ausgestattet sein.
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Die Erfindung betrifft insbesondere solche Wellen, welche z. B. wie
verhältnismäßig lange Schneckenwellen keine exakte Drehbewegung um ihre Längsachse
ausführen, sondern in ihrer Lage von der genauen axialen Drehachse abweichen, so
daß Pendel-, Schwärm- und dergleichen Bewegungen oder Schwingungen auftreten, wenn
die Welle in Umdrehung versetzt wird. Diese Durchbiegungen können alsFolge des Eigengewichtes
der Welle oder der damit verbundenen Vorrichtungen, z. B. Misch-, Förder- oder Zerkleinerungsorgane,
oder durch die Einwirkungen: der Medien hervorgerufen bzw. geändert werden, die
in dem Arbeitsraum behandelt werden. Auch für Wellen od. dgl., die aus einem Raum
durch schräge Wände des Raumes hindurchgeführt und außerhalb des Raumes und gegen
diesen abgedichtet gelagert sind, ist die Vorrichtung nach der Erfindung geeignet.
Außer Pendel- oder Schwärmbewegungen und ähnlichen Schwingungen können an derartigen
Wellen axiale Kräfte wirksam werden, die z. B. infolge der Arbeitsleistung verursacht
werden können.
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Durch die Abweichungen. von der genauen. axialen Lage der Welle werden,
im Betrieb sowohl die Dichtung, die im allgemeinen in der Behälterwand liegt, als
auch das außen an, die Dichtung anschließende Lager schnell schadhaft. Man hat das
Lager schon dadurch zu sichern versucht, daß man die Lagerbüchse kugelgelenkartig
in einem an der Behälterwand angeordneten Gehäuse unterbrachte. Es konnte dann wohl
die Lagerbüchse den Bewegungen der Welle folgen, nicht aber gleichzeitig die Dichtung,
die sehr schnell unwirksam wurde. Durch die schadhafte Dichtung konnten dann feste
und flüssige Stoffe aus dem Behälter auslaufen.
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Auch sind Gleitlager bekannt, deren Tragkörper eine kugelige Oberfläche
hat. Dadurch wurde der Tragkörper in den entsprechend geformten Lagerkappen, die
ihn halten, drehbar, so daß er eine Selbsteinstellung des Lagers ermöglichte. Zu
beiden Seiten des Tragkörpers in den Lagerkappen vorgesehene Filzscheiben verhinderten
einen Austritt von Schmieröl aus dem Gleitlager. Diese Lagerkonstruktion reichte
indessen nicht aus, um das Lager gegen den Eintritt und Durchfluß von fließenden
Mitteln zu schützen.
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Durch die Erfindung gelingt es, bei Wellen, die durch Wände geführt
sind. und bei denen gleichzeitig eine Abdichtung der Durchführung durch die Wände
erforderlich ist, die erwähnten Schäden zu vermeiden. Das kugelgelenkartig ausgebildete
Lager gemäß der Erfindung für durch eine Behälterwand geführte Welle, das gegen
den Raum hinter der Behälterwand abgedichtet ist, besteht aus einem mit einer kugeligen
Oberfläche versehenen und in einem an der Behälterwand befestigten Gehäuse gehaltenen
Ring mit einem ausladenden Teil, der diesen Ring fest mit der Lagerbüchse verbindet,
sowie einer im Inneren des Kugelringes vorgesehenen Ringdichtung; diese sitzt auf
einer Hülse, die die Welle mit Abstand umgibt. Es können nunmehr sowohl die Lagerbüchse
als auch die Dichtung, die beide mit dem Kugelring fest verbunden sind, den Bewegungen
der Welle bzw. der die Welle umgebenden Hülse gut folgen, so daß Überbeanspruchungen
der Dichtung und des Lagers nicht mehr möglich sind. Auch wenn die Dichtung einmal
schadhaft werden sollte, ist das Lager noch gesichert, da feste oder flüssige Stoffe,
die aus dem Behälter durch die Dichtung nach außen gelangen, nicht in das. Lager
eindringen können. Außerdem läßt sich das Undichtwerden der Hülse durch entsprechende
Gestaltung der Verbindung der Lagerbüchse mit dem Kugelring leicht beobachten, so
daß es schnell behoben werden kann.
In der Zeichnung sind einige
Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
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Abb. 1 zeigt eine solche Vorrichtung im senkrechten Längsschnitt;
Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie A-A in: Abb. 1; in Abb. 3 ist die beispielsweise
Ausführung der Einrichtung zur Aufnahme des Axialdruckes der Welle anders gewählt
als in Abb. 1; in Abb. 4 ist beispielsweise eine Ausführungsform des Lagers im senkrechten
Längsschnitt dargestellt, welche Längsausdehnungen der Apparatur aufnehmen kann;
Abb. 5 ist ein Schnitt nach Linie B-B in Abb. 4.
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In Abb. 1 ist 1 die Welle mit der Hülse 2, die an der Welle z. B.
durch Schrauben 3 oder auch auf andere Art, z. B. durch Schweißen., befestigt
sein kann. 4 ist die Stirnwand des Behälters 5 mit einer z. B. zentralen Öffnung,
durch die die Welle nach außen geführt ist und die durch die Vorrichtung gemäß der
Erfindung nach außen abgeschlossen wird. Die Lagerbüchse 6 ist mittels des
z. B. zylindrischen Stückes 7
mit dem Ring 8 mit kugeliger Oberfläche
starr verbunden. In dem Ring 8 liegt die Dichtung 9, die mittels Stopfbüchsenbrille
10 angezogen werden kann. Der Kugelring 8 wird in dem Gehäuse
11, das flüssigkeits- bzw. gasdicht mit der Wand 4 verbunden ist,
durch den Dichtungsring 12 und den Druckring 13,
deren Oberflächen
der Oberfläche des Kugelringes angepaßt sind, gehalten, wobei Schrauben
14 zur Einstellung des Druckringes und der Wirkung des Dichtungsringes 12
dienen. Ferner ist ein Tragring 18 vorgesehen zur zusätzlichen Abstützung der mit
dem Kugelring verbundenen und von ihm gehaltenen Teile gegen das Gehäuse
il. Damit der Kugelring 8 nicht von der Hülse 2 durch Reibung mitgenommen
wird, ist er durch das Haltestück 15, das in der Nut 16 des Gehäuses 11 liegt
(Abb. 5), mittels des Stiftes 17 befestigt. Gegen Längsbewegung ist die Welle
durch den sich gegen die Lagerbüchse legenden Ring 19 und den Wellenabsatz 20 gesichert.
Man kann aber auch nach Abb.3 einen Druckring 21 vorsehen, der die Welle
1 gegen axiale Verschiebungen zur Lagerbüchse 6 sichert. An der Wellendichtung
auftretende Undichtigkeiten können durch Aussparungen 22 im zylindrischen Ansatz
7 des Kugelringes beobachtet und durch Anziehen der Stopfbüchsenbrille
10 schnell behoben werden. Das Auswechseln der Dichtung 9 kann ohne Ausbau
von Lagerteilen oder Verschiebung der Welle 1 nach dem Zurückschieben der
Stopfbüchsenbrille 10 ebenfalls durch die Aussparungen 22 erfolgen.
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Die Vorrichtung nach Abb.4 entspricht der nach Abb. 1 bis 3. Nur liegt
der Wellenabsatz 20 mit Abstand von der Lagerbüchse, und es sind die Ringe
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bzw.21 fortgelassen, so daß die Welle sich um ein gewisses Stück in der
Längsrichtung im Lager verschieben kann.
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In den Abb. 1 bis 5 ist das Lager zur Aufnahme der Welle als Gleitlager
dargestellt. Es können natürlich auch zwischen Lagerbüchse und Welle und zur Aufnahme
der Axialkräfte Kugellager vorgesehen werden. Der Vorteil des neuen Lagers besteht
einerseits in der raumsparenden Anordnung aller Einzelteile, andererseits in der
Zusammenfassung aller zweckdienlichen Betriebseigenschaften: Wellenabdichtung und
Lagerlaufbüchse können zusammengesetzten Bewegungen der Welle kletnmungsfrei folgen.
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An die Elastizität des Dichtungsmaterials werden nicht zu große Anforderungen
gestellt.
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Die Wellenabdichtung kann während des Betriebes von außen kontrolliert
und nachgespannt werden.
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Die Wellenabdichtung kann bei Stillstand ohne Ausbau von Lagerteilen
von außen ausgewechselt werden.
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Undichtigkeiten der Wellendichtung können nicht an die Lagerlauffläehe
gelangen.
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Die Lagerlauffläche ist keiner besonders zu berücksichtigenden Kantenpressung
ausgesetzt.
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Kleine Ungenauigkeiten an. der Behälterwand, falls dieselbe beispielsweise
als Schweißkonstruktion durchgebildet ist, werden der Welle gegenüber von dem Lager
ausgeglichen. Auf Grund dieser Betriebseigenschaften ist das Lager auch vorzüglich
geeignet für die Lagerung der Schneckenwellen an Hohlschnecken-Wärmeaustauschern,
die infolge ihrer relativ großen Länge, sei es durch ihr Eigengewicht oder die Einwirkungen
des zu behandelnden Gutes, konstante oder uniregelmäßige Durchbiegungen erleiden
und dadurch zusätzlich Pendelbewegungen ausführen.