DE1036585B

DE1036585B - Ball joint-like bearing for shafts guided through a container wall

Info

Publication number: DE1036585B
Application number: DEM32258A
Authority: DE
Inventors: Stefan Moertel; Erich Rammelkamp
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1956-11-03
Filing date: 1956-11-03
Publication date: 1958-08-14

Description

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.Ball joint-like bearing for guided through a container wall Shafts The invention relates to bearings for lying or standing, hollow or full screw or agitator shafts or for shafts for hollow screws, hollow rollers, rotatable pipe or other spirals or other waves that are outside of space lie in which the devices attached to the shaft work and where the shaft passed through an opening in the wall of this working space into the bearing and a seal is provided between the working space and the bearing. the Shaft can be arranged at both ends or, especially if it is upright Waves acts, also be supported only at one end. It can also be on its outside the end of the working area or its ends with additional "facilities, z. B. Introductions. or discharges for gaseous, vaporous or liquid media or with measuring or control devices or drive devices or similar organs, be equipped.

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.The invention particularly relates to those waves which, for. B. how relatively long worm shafts do not have an exact rotational movement about their longitudinal axis execute, but deviate in their position from the exact axial axis of rotation, see above that pendulum, swarming and the like movements or vibrations occur when the shaft is set in rotation. This deflection can be a result of its own weight the shaft or associated devices, e.g. B. Mixing, conveying or crushing devices, or by the effects of: the media caused or changed, the be treated in the work room. Also for waves or the like that come from a room passed through sloping walls of the room and outside the room and against these are stored in a sealed manner, the device according to the invention is suitable. In addition to pendulum or swarming movements and similar vibrations, such Waves axial forces are effective, the z. B. caused as a result of work performance can be.

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.Because of the deviations. of the exact. axial position of the shaft, in operation both the seal, which is generally located in the container wall, as the bearing that adjoins the seal can also quickly become damaged. You have that Attempts to secure the bearing by placing the bearing bushing like a ball joint housed in a housing arranged on the container wall. It could then the bearing bush follows the movements of the shaft, but not the seal at the same time, which quickly became ineffective. The damaged seal could then be fixed and liquids leak from the container.

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.Plain bearings are also known, the supporting body of which has a spherical surface Has. As a result, the support body was in the correspondingly shaped bearing caps, which hold it, rotatable, so that it enabled the camp to self-adjust. to Felt washers provided in the bearing caps on both sides of the support body prevented a leakage of lubricating oil from the plain bearing. This storage construction was sufficient however, do not prevent the camp against the entry and flow of flowing Protect funds.

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.The invention makes it possible to use waves that run through walls are. and at the same time a sealing of the implementation through the walls is necessary to avoid the damage mentioned. The ball joint-like Bearings according to the invention for guided through a container wall shaft that against the space behind the container wall is sealed, consists of one with a spherical Surface provided and held in a housing attached to the container wall Ring with a protruding part that firmly connects this ring to the bearing bush, and a ring seal provided inside the ball ring; this one sits on a sleeve that surrounds the shaft at a distance. It can now both the bearing bush as well as the seal, which are both firmly connected to the ball ring, the movements follow the shaft or the sleeve surrounding the shaft well, so that excessive loads the seal and the bearing are no longer possible. Even if the seal once should become damaged, the warehouse is still secured, as solid or liquid substances, which get out of the container through the seal, not into the bearing can penetrate. In addition, the leaking of the sleeve can be prevented by appropriate Slightly observe the design of the connection between the bearing bushing and the ball ring, see above that it can be fixed quickly. There are some in the drawing Embodiments of the invention are illustrated schematically and by way of example.

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.Fig. 1 shows such a device in a vertical longitudinal section; Fig. 2 is a section along line A-A in: Fig. 1; in Fig. 3 is the example Design of the device for absorbing the axial pressure of the shaft selected differently than in Fig. 1; in Fig. 4, for example, is an embodiment of the bearing in the vertical Longitudinal section shown, which can accommodate longitudinal expansions of the apparatus; Fig. 5 is a section along line B-B in Fig. 4.

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.In Fig. 1, 1 is the shaft with the sleeve 2, which is attached to the shaft z. B. by screws 3 or in another way, e.g. B. by welding. Can be attached. 4 is the end wall of the container 5 with a z. B. central opening through which the shaft is guided to the outside and which is closed to the outside by the device according to the invention. The bearing bush 6 is by means of the z. B. cylindrical piece 7 rigidly connected to the ring 8 with a spherical surface. In the ring 8 is the seal 9, which can be tightened by means of the gland flange 10. The ball ring 8 is in the housing 11, which is liquid- or gas-tightly connected to the wall 4 , held by the sealing ring 12 and the pressure ring 13, the surfaces of which are adapted to the surface of the ball ring, with screws 14 for adjusting the pressure ring and serve the effect of the sealing ring 12. Furthermore, a support ring 18 is provided for additional support of the parts connected to the ball ring and held by it against the housing 11. So that the ball ring 8 is not dragged along by the sleeve 2 by friction, it is fastened by means of the pin 17 by the holding piece 15, which lies in the groove 16 of the housing 11 (FIG. 5). The shaft is secured against longitudinal movement by the ring 19 resting against the bearing bush and the shaft shoulder 20. However, one may provide that secures the shaft 1 against axial displacement to the bearing bush 6 after Fig.3 a pressure ring 21st Leakages occurring on the shaft seal can be observed through recesses 22 in the cylindrical extension 7 of the ball ring and quickly remedied by tightening the gland flange 10. The exchange of the seal 9 can also take place through the recesses 22 without removing bearing parts or displacing the shaft 1 after the stuffing box flange 10 has been pushed back.

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 19 bzw.21 fortgelassen, so daß die Welle sich um ein gewisses Stück in der Längsrichtung im Lager verschieben kann.The device according to Fig.4 corresponds to that according to Fig. 1 to 3. Only the shaft shoulder 20 is at a distance from the bearing bush, and the rings 19 and 21 are omitted, so that the shaft is a certain distance in the longitudinal direction Can move warehouse.

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.In Figs. 1 to 5, the bearing for receiving the shaft is a plain bearing shown. It can of course also be used between the bearing bushing and the shaft and for recording the axial forces ball bearings are provided. The advantage of the new warehouse is there on the one hand in the space-saving arrangement of all items, on the other hand in the Summary of all appropriate operating characteristics: shaft sealing and Bearing bushings can follow compound movements of the shaft without clamping.

An die Elastizität des Dichtungsmaterials werden nicht zu große Anforderungen gestellt.The requirements placed on the elasticity of the sealing material are not too great posed.

Die Wellenabdichtung kann während des Betriebes von außen kontrolliert und nachgespannt werden.The shaft seal can be checked from the outside during operation and be retightened.

Die Wellenabdichtung kann bei Stillstand ohne Ausbau von Lagerteilen von außen ausgewechselt werden.The shaft seal can be used at standstill without removing any bearing parts be exchanged from the outside.

Undichtigkeiten der Wellendichtung können nicht an die Lagerlauffläehe gelangen.Leaks in the shaft seal cannot affect the bearing surface reach.

Die Lagerlauffläche ist keiner besonders zu berücksichtigenden Kantenpressung ausgesetzt.The bearing running surface is not an edge pressure that has to be particularly taken into account exposed.

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.Small inaccuracies. the container wall, if the same for example is formed as a welded construction, the shaft are opposite to the bearing balanced. Because of these operating characteristics, the bearing is also excellent suitable for the storage of screw shafts on hollow screw heat exchangers, due to their relatively great length, be it by their own weight or the effects of the goods to be treated suffer constant or irregular deflections and thereby also perform pendulum movements.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Ball joint-like bearing for shafts guided through a container wall, which is sealed against the space behind the container wall, characterized in that the housing (11) provided with the spherical surface and fixed in a housing (11) attached to the container wall (4) is held Ring (8) is firmly connected to the bearing bush via a protruding part (7) and that the ring seal (9) provided inside the ball ring (8) sits on a sleeve (2) which surrounds the shaft (1) at a distance.

2. Bearing according to claim 1, characterized in that the seal through recesses (22) in which the bearing bush (6) carrying part (7) of the ball ring (8) can be checked, re-tensioned and replaced without the bearing or the shaft must be expanded or moved.

3. Bearing according to claim 1 or 2, characterized by the sealing ring (12). the Pressure ring (13), the guide ring (18) that hold the ball ring (8) in the housing ..

4. Bearing according to one of claims 1 to 3, characterized by a support ring (18) and the holder (15) with the pin (14) which is in the groove (16) to secure the position of the ball ring (8) in the Housing (11). Documents considered: German Patent No. 878 134.