DE20119265U1 - Slide bearing for a roller, in particular a roller in a mill for processing sugar cane - Google Patents
Slide bearing for a roller, in particular a roller in a mill for processing sugar caneInfo
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Description
Main-Metall-Giesserei Fritz Schorr GmbH & Co.KG 20 66885 AltenglanMain-Metall-Foundry Fritz Schorr GmbH & Co.KG 20 66885 Altenglan
2525
Gleitlagerung für eine Wälze, insbesondere eine Walze in einer Mühle zur Verarbeitung von ZuckerrohrPlain bearing for a roller, in particular a roller in a mill for processing sugar cane
Die Erfindung betrifft eine Gleitlagerung für eine Walze, insbesondere eine Walze in einer Mühle zur Verarbeitung von Zuckerrohr, mit einerThe invention relates to a plain bearing for a roller, in particular a roller in a mill for processing sugar cane, with a
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.30 shaft carrying the roller body, which is mounted in a bearing shell made of a Zn-Al alloy, wherein the bearing shell is arranged in a bearing housing and there is a gap between the bearing housing and the opposite roller end through which the shaft passes.
3535
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 einemKnown sugar cane mills generally have several press rollers between which the sugar cane is passed to press out the sugar juice. Each roller is generally supported at both ends in a sliding bearing, one in a
40 Lagergehäuse angeordnete Lagerschale besitzt, welche die Enden der die Walze tragenden Welle aufnimmt. Zwischen dem Lagergehäuse40 bearing housing has a bearing shell which accommodates the ends of the shaft carrying the roller. Between the bearing housing
• ··
• a• a
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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.and the opposite roller end there is a gap through which the shaft passes, and the bearing housing itself is only very inadequately sealed against the outside. The plain bearing is lubricated with a highly viscous mineral oil product (tar oil), and it has been found that during operation of the sugar cane mill the lubricant escapes due to the inadequate sealing at the front sides of the bearing shells and passes unfiltered via pipe systems into the waste water or even directly into the pressed sugar juice.
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.Another consequence of inadequate sealing and the use of an unsuitable lubricant is the rapid penetration of sugar juice and sand into the plain bearings. This causes high levels of wear and friction, and thus heating. This requires additional cooling of the bearing bushes with water. The friction generated in the bearings requires a high level of additional energy and leads to premature damage to the bearings, which must be repaired or replaced after a relatively short period of use.
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.The invention is based on the object of designing a plain bearing with the features specified at the outset and in the preamble of claim 1 in such a way that a secure sealing of the bearing against the escape of the lubricant is ensured and the penetration of sugar juice and other contaminants into the bearing is prevented.
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.This object is achieved according to the invention with the features of the characterizing part of claim 1. Advantageous developments of the invention are described in the dependent claims.
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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.As explained in more detail below using an exemplary embodiment, the plain bearing according to the invention enables environmentally friendly and largely maintenance-free bearing of the mill rollers of large sugar cane mills, such as those used in Brazil for sugar cane processing.
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.A particularly advantageous embodiment of the plain bearing according to the invention is one which has the features of the protection claims in combination. As shown below, the practice-oriented calculation and design of the plain bearing according to the invention guarantee the formation of a sufficiently load-bearing lubricating film in the entire operating range of the roller system, which prevents metallic contact and thus wear of the bearing shell and roller journal. The frictional heat generated in the bearing is so low that additional heat dissipation by means of cooling water is not necessary.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel für die Gleitlagerung nach der Erfindung näher erläutert.
25In the following, an embodiment of the plain bearing according to the invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing.
25
Die Zeichnung zeigt in einem axialen Halbschnitt einen Teil einer Walze im Bereich des einen Walzenendes mit der an diesem Walzenende angeordneten Gleitlagerung.The drawing shows an axial half-section of part of a roller in the area of one roller end with the plain bearing arranged at this roller end.
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 dieserThe shaft 1 carrying the roller body 2 is mounted in a bearing shell 3 of a plain bearing. The bearing shell 3 consists of a Zn-Al alloy and is arranged within a bearing housing 4. Between the bearing housing 4 and the opposite head piece 2.1 on the front side of the roller 2 there is a gap S through which the shaft 1 passes. In known arrangements, this
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Spalt offen, so daß an dieser Stelle Schmiermittel austreten und Verunreinigungen in das Lager eintreten können.Gap is open, allowing lubricant to escape and contaminants to enter the bearing.
Zur Abdichtung des Spaltes S dient die nachfolgende Einrichtung.The following device is used to seal the gap S.
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.A sliding ring 5 is flanged to the bearing shell 3 by means of screw connections 5.1 and projects into the gap S up to immediately in front of the head piece 2.1 of the roller 2. The sliding ring encloses the shaft 1 at a predetermined distance so that an annular space R1 is created within the sliding ring 5. As explained in more detail below, this annular space R1 is filled with a lubricating oil which has a high viscosity and great mechanical and chemical stability over a wide temperature and pressure range in continuous operation. A lubricant based on synthetic hydrocarbons and mineral oil with a dynamic viscosity of approx. 11000 m Pa s at 40 0 C has proven particularly advantageous here. As can be clearly seen from the drawing, the sliding ring 5 does not take part in the rotation of the roller 2.
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.An annular seal housing 6 is arranged outside the sliding ring 5. This seal housing 6 is supported on the sliding ring 5 via two bearing rings 7 arranged on its front sides, which are made of a Zn-Al alloy. Furthermore, the seal housing 6 is arranged in an elastic membrane ring 8, which is fastened to the head piece 2.1 of the roller 2 via screw connections 8.1.
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 13The special design of the seal housing 6 is, as can be seen from the drawing, such that a space R2 is created on the inside of the seal housing 6, which is limited by the bearing rings 7 as well as by the inner wall of the seal housing 6 and the outside of the sliding ring 5. This space R2 is designed as a barrier grease chamber, into which the grease is fed via a nipple 13
,'' .:. 01-20-88 ,'' .:. 01-20-88
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.can be pressed in. As can be seen from the drawing, the seal housing 6 with the bearing rings 7 and the diaphragm ring 8 participate in the rotation of the roller 2.
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.As can also be seen from the drawing, the diaphragm ring 8, the head piece 2.1 of the roller 2 and the seal housing 6 are designed in such a way that a space R3 is created between the diaphragm ring 8 or the seal housing 6 and the head piece 2.1 of the roller 2, which is connected to the space R1 between the slide ring 5 and the shaft 1 via an annular gap 9 in the area of the roller-side end of the slide ring 5. Both spaces, R1 and R2, are filled with the aforementioned high-viscosity lubricating oil in a communicating manner. This creates a closed oil circulation system from which the bearing shell 3 draws its lubricating oil requirement for hydrodynamic lubrication.
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.Any oil leakage to the outside is prevented by the special design of the seal on the outside of the sliding ring 5. In order to achieve the greatest possible tightness, two radial shaft seals 10 and 11 are arranged within the seal housing 6 in the space R2 of the locking grease chamber, which surround the sliding ring 5. Furthermore, on the side of the seal housing 6 facing the bearing housing 4, outside the bearing rings 7, a scraper 12 is arranged which sits on the sliding ring 5.
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.For the construction of the bearing shell 3 and the bearing rings 7, a bearing material based on zinc-aluminium-copper that is well-known and has proven itself to be extremely effective under extreme loads at extremely low sliding speeds can be used. This alloy is characterized by excellent heat dissipation properties and very good running-in behavior.
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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.The triple sealing system described above prevents both dirt from entering the bearings and lubricant from escaping from the bearings into the environment. The sealing combination consisting of the common sealing housing 6 with the locking grease chamber R2, the radial shaft sealing rings 10, 11 and the scraper 12 rotates together with the roller 2 around the sliding ring 5 flanged to the bearing shell 3 and is guided on it by the guide rings 7. The sliding ring 5 serves to axially fix the sealing system. It is not used to transmit bearing forces. For this reason, one-sided fixing of the sliding ring 5 by the screw connection 5.1 to the bearing shell is sufficient.
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.By fastening the seal housing 6 by means of the elastic membrane ring 8 to the head piece 2.1 of the roller 2, the entire sealing system can adapt to the shaft eccentricities in the bearings without the actual sealing elements being unduly deformed and their sealing effect being impaired.
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Effective date: 20050125 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20071213 |
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| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MAIN-METALL TRIBOLOGIE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MAIN-METALL-GIESSEREI FRITZ SCHORR GMBH & CO. KG, 66885 ALTENGLAN, DE Effective date: 20080212 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
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| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |