DE20119265U1

DE20119265U1 - Gleitlagerung für eine Walze, insbesondere eine Walze in einer Mühle zur Verarbeitung von Zuckerrohr

Info

Publication number: DE20119265U1
Application number: DE20119265U
Authority: DE
Original assignee: MAIN METALL GIESSEREI FRITZ SC
Current assignee: Main-Metall Tribologie De GmbH
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2002-02-21
Anticipated expiration: 2011-11-28
Also published as: BR8201789U; BR8201789Y1

Description

Main-Metall-Giesserei Fritz Schorr GmbH & Co.KG 20 66885 Altenglan

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Gleitlagerung für eine Wälze, insbesondere eine Walze in einer Mühle zur Verarbeitung von Zuckerrohr

Die Erfindung betrifft eine Gleitlagerung für eine Walze, insbesondere eine Walze in einer Mühle zur Verarbeitung von Zuckerrohr, mit einer

30 den Walzenkörper tragenden Welle, die in einer Lagerschale aus einer Zn-Al-Legierung gelagert ist, wobei die Lagerschale in einem Lagergehäuse angeordnet ist und zwischen dem Lagergehäuse und dem jeweils gegenüberliegenden Walzenende ein von der Welle durchsetzter Spalt besteht.

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Bekannte Zuckerrohrmühlen besitzen im allgemeinen mehrere Presswalzen, zwischen denen das Zuckerrohr hindurchgeführt wird zum Auspressen des Zuckersaftes. Jede Walze ist im allgemeinen an . ihren beiden Enden in einem Gleitlager gelagert, das eine in einem

40 Lagergehäuse angeordnete Lagerschale besitzt, welche die Enden der die Walze tragenden Welle aufnimmt. Zwischen dem Lagergehäuse

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und dem diesem jeweils gegenüberliegenden Walzenende besteht ein von der Welle durchsetzter Spalt, und das Lagergehäuse selbst ist nur sehr ungenügend gegen den Außenraum abgedichtet. Die Schmierung des Gleitlagers erfolgt mit einem hochviskosen Mineralölprodukt (Teeröl), und es hat sich herausgestellt, daß während des Betriebes der Zuckerrohrmühle das Schmiermittel infolge der mangelhaften Abdichtung an den Stirnseiten der Lagerschalen austritt und ungefiltert über Rohrleitungssysteme ins Abwasser bzw. sogar direkt in den ausgepreßten Zuckersaft gelangt.

Eine weitere Folge der unzureichenden Abdichtung sowie der Verwendung eines ungeeigneten Schmierstoffes ist ein schnelles Eindringen von Zuckersaft und Sand in die Gleitlager. Dadurch entsteht ein hoher Verschleiß sowie eine hohe Reibung und damit Erwärmung. Dies erfordert eine Zusatzkühlung der Lagerbuchsen mit Wasser. Die in den Lagern entstehende Reibleistung erfordert einen hohen zusätzlichen Energieaufwand und führt zur frühzeitigen Beschädigung der Lager, die nach relativ kurzen Laufzeiten repariert oder ersetzt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitlagerung mit den eingangs und im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen so auszugestalten, daß eine sichere Abdichtung des Lagers gegen den Austritt des Schmiermittels gewährleistet ist und das Eindringen von Zuckersaft und weiteren Verunreinigungen in das Lager verhindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

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Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, ermöglicht die erfindungsgemäße Gleitlagerung eine umweltfreundliche und weitgehend wartungsfreie Lagerung der Mühlenwalzen großer Zuckerrohrmühlen, wie sie z.B. in Brasilien zur Zuckerrohrverarbeitung eingesetzt werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gleitlagerung, welche die Merkmale der Schutzansprüche in Kombination aufweist. Wie weiter unten dargestellt, garantieren die praxisorientierte Berechnung und Konstruktion der erfindungsgemäßen Gleitlagerung im gesamten Betriebsbereich der Walzenanlage die Bildung eines ausreichend tragenden Schmierfilms, der metallische Berührung und damit Verschleiß von Lagerschale und Walzenzapfen verhindert. Die dabei im Lager entstehende Reibungswärme ist so gering, daß auf eine zusätzliche Wärmeabfuhr durch Kühlwasser verzichtet werden kann.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für die Gleitlagerung nach der Erfindung näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt in einem axialen Halbschnitt einen Teil einer Walze im Bereich des einen Walzenendes mit der an diesem Walzenende angeordneten Gleitlagerung.

Die den Walzenkörper 2 tragende Welle 1 ist in einer Lagerschale 3 eines Gleitlagers gelagert. Die Lagerschale 3 besteht aus einer Zn-Al-Legierung und ist innerhalb eines Lagergehäuses 4 angeordnet. Zwischen dem Lagergehäuse 4 und dem gegenüberliegenden Kopfstück 2.1 an der Stirnseite der Walze 2 befindet sich ein Spalt S, der von der Welle 1 durchsetzt ist. Bei bekannten Anordnungen ist dieser

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Spalt offen, so daß an dieser Stelle Schmiermittel austreten und Verunreinigungen in das Lager eintreten können.

Zur Abdichtung des Spaltes S dient die nachfolgende Einrichtung.

An der Lagerschale 3 ist mittels Schraubverbindungen 5.1 ein Gleitring 5 angeflanscht, der in den Spalt S bis unmittelbar vor das Kopfstück 2.1 der Walze 2 hineinragt. Der Gleitring umfaßt die Welle 1 mit einem vorgegebenen Abstand, so daß innerhalb des Gleitrings 5 ein Ringraum R1 entsteht. Wie weiter unten noch näher erläutert, ist dieser Ringraum R1 mit einem Schmieröl gefüllt, welches eine hohe Viskosität sowie eine große mechanische und chemische Stabilität in einem weiten Temperatur- und Druckbereich im Dauerbetrieb aufweist. Als besonders vorteilhaft hat sich hier ein Schmierstoff auf Basis synthetischer Kohlenwasserstoffe und Mineralöl mit einer dynamischen Viskosität von ca. 11000 m Pa s bei 4O⁰C erwiesen. Wie aus der Zeichnung deutlich zu erkennen, nimmt der Gleitring 5 nicht an der Rotation der Walze 2 teil.

Außerhalb des Gleitrings 5 ist ein ringförmiges Dichtungsgehäuse 6 angeordnet. Dieses Dichtungsgehäuse 6 stützt sich über zwei jeweils an seinen Stirnseiten angeordnete Lagerringe 7, die aus einer Zn-Al-Legierung bestehen, auf dem Gleitring 5 ab. Weiterhin ist das Dichtungsgehäuse 6 in einem elastischen Membranring 8 angeordnet, der über Schraubverbindungen 8.1 am Kopfstück 2.1 der Walze 2 befestigt ist.

Die besondere Ausgestaltung des Dichtungsgehäuses 6 ist, wie aus der Zeichnung zu ersehen, derart, daß an der Innenseite des Dichtungsgehäuses 6 ein Raum R2 entsteht, der durch die Lagerringe 7 sowie durch die Innenwand des Dichtungsgehäuses 6 und die Außenseite des Gleitrings 5 begrenzt ist. Dieser Raum R2 ist als Sperrfettkammer ausgebildet, in welche das Fett über einen Nippel 13

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einpressbar ist. Wie der Zeichnung weiterhin zu entnehmen, nehmen das Dichtungsgehäuse 6 mit den Lagerringen 7 und dem Membranring 8 an der Rotation der Walze 2 teil.

Wie weiterhin der Zeichnung zu entnehmen, sind der Membranring 8, das Kopfstück 2.1 der Walze 2 und das Dichtungsgehäuse 6 so ausgestaltet, daß zwischen dem Membranring 8 bzw. dem Dichtungsgehäuse 6 und dem Kopfstück 2.1 der Walze 2 ein Raum R3 entsteht, der über einen Ringspalt 9 im Bereich des walzenseitigen Endes des Gleitrings 5 mit dem Raum R1 zwischen dem Gleitring 5 und der Welle 1 in Verbindung steht. Beide Räume, R1 und R2, sind miteinander kommunizierend mit dem bereits erwähnten Schmieröl hoher Viskosität gefüllt. Auf diese Weise entsteht ein abgeschlossenes Öl-Umlaufsystem, aus dem die Lagerschale 3 ihren Schmierölbedarf zur hydrodynamischen Schmierung bezieht.

Jeder Ölaustritt nach außen wird durch die besondere Konstruktion der Abdichtung an der Außenseite des Gleitrings 5 verhindert. Um hier eine größtmögliche Dichtigkeit zu erreichen, sind innerhalb des Dichtungsgehäuses 6 im Raum R2 der Sperrfettkammer zwei den Gleitring 5 umfassende Radial-Wellendichtringe 10 und 11 angeordnet. Weiterhin ist an der dem Lagergehäuse 4 zugewandten Seite des Dichtungsgehäuses 6 außerhalb der Lagerringe 7 ein auf dem Gleitring 5 aufsitzender Abstreifer 12 angeordnet.

Für die Ausbildung der Lagerschale 3 sowie der Lagerringe 7 kann mit Vorteil ein für extreme Beanspruchungen bei kleinsten Gleitgeschwindigkeiten bekannter und hervorragend bewährter Lagerwerkstoff auf der Basis von Zink-Aluminium-Kupfer eingesetzt werden. Diese Legierung zeichnet sich durch beste Wärmeabfuhreigen- ■ schäften und sehr gutes Einlaufverhalten aus.

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Das oben beschriebene dreifache Dichtungssystem verhindert sowohl das Eindringen von Schmutz in die Lager als auch den Austritt von Schmierstoff aus den Lagern in die Umgebung. Die aus dem gemeinsamen Dichtungsgehäuse 6 mit der Sperrfettkammer R2, den Radial-Wellendichtringen 10, 11 und dem Abstreifer 12 bestehende Dichtungskombination rotiert gemeinsam mit der Walze 2 um den an der Lagerschale 3 angeflanschten Gleitring 5 und wird auf diesem von den Führungsringen 7 geführt. Dabei dient der Gleitring 5 zur axialen Fixierung des Dichtungssystems. Er dient nicht zur Übertragung von Lagerkräften. Aus diesem Grunde reicht eine einseitige Fixierung des Gleitrings 5 durch die Schraubverbindung 5.1 mit der Lagerschale aus.

Durch die Befestigung des Dichtungsgehäuses 6 mittels des elastischen Membranrings 8 am Kopfstück 2.1 der Walze 2 kann sich das gesamte Dichtungssystem den Wellenexzentrizitäten in den Lagern anpassen, ohne daß die eigentlichen Dichtelemente unzulässig verformt und in ihrer Dichtwirkung beeinträchtigt werden können.

Claims

1. Gleitlagerung für eine Walze, insbesondere eine Walze in einer Mühle zur Verarbeitung von Zuckerrohr, mit einer den Walzenkörper tragenden Welle, die in einer Lagerschale aus einer Zn-Al-Legierung gelagert ist, wobei die Lagerschale in einem Lagergehäuse angeordnet ist und zwischen dem Lagergehäuse und dem jeweils gegenüberliegenden Walzenende ein von der Welle durchsetzter Spalt besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Spalt (S) ein mit dem Lagergehäuse (4) fest verbundener, die Welle (1) im Bereich der Lagerschale (3) mit Abstand umfassender Gleitring (5) angeordnet ist, der bis unmittelbar vor das Walzenende ragt, und außerhalb des Gleitrings (5) und konzentrisch zu diesem ein auf dem Gleitring (5) gelagertes, mit der Walze (2) abgedichtet und fest verbundenes ringförmiges Dichtungsgehäuse (6) angeordnet ist, wobei der Raum (R1) zwischen dem Gleitring (5) und der Welle (1) mit einem Schmierstoff hoher Viskosität und großer mechanischer und chemischer Stabilität gefüllt ist.

2. Gleitlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsgehäuse (6) sich über zwei jeweils an seinen Stirnseiten angeordnete Lagerringe (7) aus einer Zn-Al-Legierung auf dem Gleitring (5) abstützt, und der Raum (R2), welcher durch die Lagerringe (7) sowie die Innenwand des Dichtungsgehäuses (6) und die Außenseite des Gleitrings (5) begrenzt ist, als Sperrfettkammer ausgebildet ist.

3. Gleitlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsgehäuse (6) in einem elastischen Membranring (8) an der Stirnseite der Walze (2) befestigt ist.

4. Gleitlagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (R3) zwischen dem Membranring (8) bzw. dem Dichtungsgehäuse (6) und der Stirnseite der Walze (2) über einen Ringspalt (9) am walzenseitigen Ende des Gleitrings (5) mit dem Raum (R1) zwischen dem Gleitring (5) und der Welle (1) in Verbindung steht und beide Räume (R3, R1) mit dem Schmierstoff gefüllt sind.

5. Gleitlagerung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Sperrfettkammer des Dichtungsgehäuses (6) mindestens ein den Gleitring (5) umfassender Radial-Wellendichtring (10, 11) angeordnet ist.

6. Gleitlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Lagergehäuse (4) zugewandten Seite des Dichtungsgehäuses (6) ein auf dem Gleitring (5) aufsitzender Abstreifer (12) angeordnet ist.

7. Gleitlagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (R1) zwischen dem Gleitring (5) und der Welle (1) mit einem Schmierstoff auf Basis synthetischer Kohlenwasserstoffe und Mineralöl mit einer dynamischen Viskosität von ca. 11000 mPas bei 40°C gefüllt ist.