DE2731313A1

DE2731313A1 - Flexible dichtung und dichtungskonstruktion

Info

Publication number: DE2731313A1
Application number: DE19772731313
Authority: DE
Inventors: Jun Lowel S Salten
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-07-11
Publication date: 1978-01-19
Also published as: CA1064539A; DE2731313C2; BE856588A; ES470418A1; SE7707817L; SE431783B; BR7704598A; JPS5540779B2; FR2358210A1; IT1079065B; GB1575730A; FR2358210B1; JPS539959A; ES460802A1; MX144425A

Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GEhO MÜLLER · D. CiROSSE · F. POLLMEIER 22

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Morgan Construction Company, Worcester, Mass„/USA Flexible Dichtung und Dichtungskonstruktion

Diese Erfindung befaßt sich im wesentlichen mit flexiblen/elastischen Dichtungen und Dichtungskonstruktionen für Walzwerke/Walzgerüste, bei denen die Walzenzapfen in Ölfilmlagern drehbar gelagert sind,,

Mit dem U.S.-Patent Nr, 2.868.57** ist ein gut bekanntes Ausführungsbeispiel einer früheren Dichtung und Dichtungskonstruktion dargestellt und beschrieben worden, die in den Walzwerken vielfach und mit beträchtlichem Erfolg verwendet worden ist und verwendet wird. Bei dieser Dichtungskonstruktion ist eine flexible oder elastische Dichtung derart auf den Walzenzapfen aufgesetzt und montiert, daß sie sich mit dem Walzenzapfen drehend bewegen kann. Die Dichtung wird von einer stationär und fest angeordneten Dichtungs-Endplatte umgegeben, deren radial nach innen gelichteter starrer Flansch die einander gegenüber angeordneten Ansätze trennt. Die zur Dichtung gehörenden und sich radial nach außen erstreckenden Flanschansätze gleiten über die schrägen Anaatzflächen der Diehtungs-Endplatte, Durch den Übergang zwischen Flansch und AnsatzfIache wird das Lagerschmiermittel im Lager festgehalten, während durch den Übergang zwischen Flansch und Ansatzfläche auf der Walzenseite das Eindringen von Fremdstoffen - beispielsweise von Kühlwasser, Walzzunder und dergleichen mehr - in das Lager verhindert wird.

Die zuvor beschriebene Konstruktion hat sich in einem hohen Maße als erfolgreich erwiesen; das ist durch die kommerzielle Nutzung bewiesen worden. Probleme und Schwierigkeiten sind jedoch auch hier noch gegeben,

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und zwar im Hinblick auf den Schmiermittelaustritt/ Ölaustritt, auf die Lagerverschmutzung und im Hinblick auf einen übermäßig großen Verschleiß der Dichtungskomponenten. Diese Probleme und Schwierigkeiten, so hat man festgestellt, beruhen in erster Linie auf der Konstruktion und Ausführung der flexiblen und elastischen Dichtungsflanschen und auf deren Gleitbewegung über die umgebende Ansatzfläche der Dichtungs-Endplatte. Darüber hinaus sind bei dieser bisher bekannten Konstruktion die flexiblen und elastischen Dichtungsflauschen relativ dick und schwer, und zwar über die ganze Länge. Wird die Dichtung montiert, dann werden diese Flanschen in einander entgegengesetzte Richtungen abgebogen und voneinander weg gebogen von den umgebenden Anaatzflächen der Dichtungs-Endplatte. Dadurch entsteht ein großer Druck an dem Übergang zwischen Flansch und Ansatzflache, der seinerseits wiederum zu einer übermäßig großen Reibung und zu einer Erwärmung beim Walzen führen kann. Die übermäßige Erwärmung hat weiterhin auch noch zur Folge, daß die Flanschen hart werden und zerreißen. Durch die zu große Reibung wird der Verschleiß der flexiblen und elastischen Flanschen sowie der Ansatzflächen der Dichtung»-Endplatte beschleunigt. Verschlissene, ausgehärtete und beschädigte Flanschen haben zur Folge, daß die Dichtung durch eine neue ersetzt werden muß. Sind die Ansatzflächen der Dichtungs-Endplatte verschlissen und abegenutzt, dann müssen diese Ansatzflächen der Dichtungsendplatte nachgeschliffen werden, sollte das nicht mehr möglich sein, dann ist die Dichtungs-

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Endplatte durch eine neue Dichtungs-Endplatte zu ersetzen« Derartige Ersatzstellungen und Reparaturarbeiten sind sowohl zeitaufwendig als auch teuer,, Darüber hinaus kann jeder Schmierraittelaus tritt oder Ölaustritt, der vor dem Auswechseln oder vor der Reparatur der Dichtungskomponenten stattfindet, dazu führen, daß das Schmiermittel verloren geht oder das Lager verschmutzt wird. Die vorerwähnten Probleme und Schwierigkeiten, insbsondere aber jene, die sich auf das Reißen und das Aushärten beziehen, sind als sehr ernsthaft zu betrachten, weil auch die Walzgeschwindigkeiten schneller geworden sind.

Festgestellt worden ist auch, daß die relativ dicken und schweren Flanschen der bisher bekannten Dichtung nicht so flexibel und elastisch sind, wie sie sein sollten, daß weiterhin nach dem Einbau der Dichtung eine Neigung zu einer permanenten Verformung gegeben ist, (die als taking a set = Setzvorgang bezeichnet wird). Dieser Elastizitätsverlust kann lie Dichtungswirkung beeinträchtigen.

Die Ansatzflächen der Ansätze der Diehtungs-Endplatte, die jeweils zueinander entgegengesetzt gerichtet eine Schräge aufweisen, lassen auch Probleme und Schwierigkeiten aufkommen, insbesondere dann, wenn, was ganz normal ist, sich die Walze während des Walzvorganges in Axialrichtung verschiebt. Ist dies der Fall, dann verschieben sich die Flanschen entlang den umgebenden Ansatzflächen, so daß sich dann auch das Ausmaß der Flanschenbiegung nach innen oder nach außen verändert. Das wiederum hat zur Folge, daß auch der

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Druck am Übergang zwischen Ansatz und Ansatzfläche sich veränderte Bie^t sich - und dies ist das eine Extrem - ein flexibler/elastischer Flansch maximal nach innen, dann wird der Druck am Übergang zwischen dem Ansatz und der Ansatzfläche erhöht, was wiederum eine stärkere Wärmeerzeugung und eine größere Reibung zur Folge hat_o Biegt sich demgegenüber - und das ist das andere Extrem - der flexible/elastische Flansch maximal nach außen, dann verringert sich dadurch wiederum der Druck an dem Übergang zwischen Ansatz und Ansatzflache„ Dadurch könnte die Dichtungswirkung verringert werden, was insbsondere dann der Fall sein könnte, wenn der Flansch und die umgebende Ansatzfläche bereits einen Reibungsverschleiß aufweisen«

Ziel dieser Erfindung ist somit die Schaffung einer verbesserten flexiblen/elastischen Dichtung der vorbeschriebenen Art« die durch eine neuartige und verbesserte Konstruktion die vorerwähnten Probleme und Schwierigkeiten vermeidet oder beträchtlich verringert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das im weiteren Verlaufe der Patentbeschreibung noch ausführlich beschrieben wird, wird dies dadurch erzielt, daß eine im Winkel angeordnete und flexible Lippe integral mit der Außenkante von einem oder den beiden flexiblen und elastischen Dichtungsflanschen verbunden ist. Jede dieser Lippen ist dabei vorzugsweise mit dem ihr zugeordneten Flansch jeweils über eine Vorrichtung verbunden, die eine elastische Durchbiegung der Lippe ermöglicht. Jede Lippe ist von der Konstruktion her vorzugsweise derart ausgelegt, daß ihre Dicke allmählich

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kleiner wird und am Ende der Lippe am kleinsten ist„ Die größte Dicke der Lippe ist kleiner als die Dicke des Dichtungsflansches, mit dem sie integral verbunden ist«, Wird innerhalb der von der Dichtungs-Endplatte vorgegebenen Grenzen eine derart konstruierte Dichtung auf den Walzenzapfen aufgebracht, dann wird jede Lippe durch die umgebende Ansatzfläche der Diehtungs-Endplatte radial nach innen gebogen,, Weil sich nun die Lippen im Hinblick auf die ihnen zugeordneten Halteflanschen elastisch verbiegen können, weil diese Lippen darüber hinaus auch noch relativ dünn und konisch ausgeführt sind, sind sie auch elastischer als die Flanschen, was wiederum zur Folge hat, daß im Vergleich mit früheren Konstruktionen auch der Druck an der Übergangsstelle zwischen Flansch und Ansatzfläche relativ klein ist. Durch den geringeren Druck am Übergang zwischen Flansch und Ansatzfläche wird auch die Reibung verringert, was wiederum zur Folge hat, daß die Dichtung eine größere Lebensdauer bei einer verbesserten Dichtungswirkung hat.

Auch die winklige Zuordnung der Lippen zu ihren jeweiligen Flanschen wird als ein entscheidender Vorteil betrachtet, weil dadurch die Zentrifugalkraft wirksamer dazu genutzt wird, die Lippen radial nach auße.i gegen die Ansatzflächen der Dichtungsendplatte zu drükken. Dieser Effekt wird direkt proportional mit der Umlaufgeschwindigkeit der Walze verstärkt und abgeschwächt, so daß der größte Druck dann gegeben ist, wenn er am nötigsten ist, weil bei den höheren Walzgeschwindigkeiten mehr Öl durch das Lager gepumpt wird.

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Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Dichtungskonstruktion, in der die zuvor beschriebene flexible/elastischo Dichtung in Kombination mit einer Dichtungs-Endplatte neuer Konstruktion enthalten ist, wobei die zu den Ansätzen der Dichtungs-Endplatte gehörenden Ansatzflächen parallel zur Drehachse des Walzenzapfens ausgerichtet sind. Verschiebt sich bei dieser Konstruktion die Walze in Axialrichtung, dann verändert sich die Radia!durchbiegung der Dichtungslippen nicht. Das hat zur Folge, daß der Druck am Übergang zwischen der Lippe und der Ansatzfläche sich auch bei einer Axialverschiebung der Walze nicht verändert und unbeeinträchtigt bleibt, daß weiterhin durch die Herabsetzung des Verschleißes oder der Abnutzung der zur Dichtungs-Endplatte gehörenden Ansätze die Lebensdauer der Dichtung verlängert wird.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer flexiblen/elastischen Dichtung, die von der Konstruktion her besser für das Aufbringen auf den konisch ausgeführten Teil des Walzenzapfens besser geeignet ist. Was dies betrifft, so ist im Zusammenhang mit der bisher bekannten Dichtungskonetruktion festgestellt worden, daß die Flanschen der Dichtung im unmontierten Zustand der Dichtung die gleiche Länge haben. Jedoch die Spannungen und die resultierende Verformung, die auf die Dichtung im montierten Zustand einwirken, verursachen, daß die Flanschen der montierten Dichtung unterschiedliche Radiallängen annehmen. Dieses Problem und diese Schwierigkeit

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wird mit dieser Erfindung dadurci vermieden, daß zur Kompensation von DichtungsVerformungen bei der Montage der Dichtung die Dichtungsflanschen gleich lang hergestellt und geformt werden,,

Gegenstand dieser Erfindung sind somit eine flexible Dichtung und eine Dichtungskons tr iktion für WaIzworke/Walzgerüste, bei denen die Walzenzapfen in Ölfilmlagern drehbar gelagert sind_o

Die flexible/elastische Dichtung hat einen kreisrunden Dichtungskörper, der zur DucUführung der Dichtungsaufgaben derart auf den Walzenzapfen aufgesetzt wird, daß er sich mit dem Walzenzapfen drehen kann» Zwei zur Dichtung gehörende und radial nach außen geführte Flanschen sind vorgesehen, wobei zumindest einer der flexiblen/elastischen Flanschen an seiner Außenkante mit einer im Winkel geführten ringförmigen Lippe versehen ist.

Zur Dichtungskonstruktion gehören die vorerwähnte flexible/elastische Dichtung und eine feststehende, nicht drehbare Dichtungsendplatte, welche die flexible Dichtung umschließt. Diese Dichtungs-Endplatte ist mit einem sich radial nach innen erstreckenden starren FIa^ .-ich versehen, der die sich in entgegengesetzte Richtungen geführten starren Ansätze trennt,, Der starre Flansch ist zwischen den flexiblen und elastischen Flanschen der Dichtung derart angeordnet, daß dessen Innenkante in einem Radialabstand zum Dichtungskörper sich befindet. Die Ansätze der Dichtungs- Endplatte haben zylindrischen Ansatzflächen, die parallel zur Drehachse des Walzenzapfens ausgerichtet und derart ausgelegt sind, daß sie in abdichtender Weise von den Lippen der Dichtung berührt werde«

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Diese Erfindung wird nachstehend nun anhand des in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert« Die Zeichnung zeigt in:-

Fig«, 1 Einen Querschnitt durch ein bevorzugtes Au&führungsbeispiul der flexiblun/elastischen Dichtung dieser Erfindung.

Fig. 2 Einen Querschnitt durch ein für den "Feuchtbetrieb" bestimmtes bevorzugtes Ausfüiirungsbeispiel dieser Erfindung. Während des "Feuchtbetriebes wird den Walzenoberflächen während des Walzvorganges Kühlflüssigkeit zugeführt.

Fig. 3 Einen im größeren Maßstab wiedergegebenen Schnitt durch einen Teil der mit Fig. 2 dargestellten Dichtungskonstruktion·

Fig„ h Einen Fig. 2 ähnlichen und im verkleinerten Maßstab wiedergegebenen Schnitt durch die Dichtungskonstruktion mit Darstellung des Zustandes der Dichtungskonstruktion bei einer Axialverschiebung der Walze während des Normalbetriebes .

Fig. 5 Einen Schnitt durch eine modifizierte Ausführung der Dichtung und der Dichtungskonstruktion, die für "Trockenbetrieb" bestimmt ist, bei dem der Walz <;noberf lache während des Walzevorganges keine Kühlflüssigkeit zugeführt wird.

Einen Fig. 2 ähnlichen Schnitt mit Darstellung einer modifizierten Ausführung der An-

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satzflächon der Dichtungs-EndplattOo

Fig. 7 Einen in die Linie 7-7 von Fig_o 6 gelegten Schnitt«

In der Zeichnung und in Fig„ 1 bis Fig„ k ist eine Walze 2 dargestellt, zu der eine Seitenflache oder Stirnfläche k und ein Walztmzapfen mit einem konischen Zwischenteil 6 gehören, der zu einem Endteil 8 führt, der in seiner Konizität weniger steil ist. Auf das konische Ende 8 ist eine Buchse 10 aufgesetzt und im Hinblick auf den Walzenzapfen mit einer (nicht daigestellten) konventionellen Vorrichtung derart befestigt, daß sie sich mit dem Walzenzapfen drehen kann« Zur Buchse 10 gehört eine äußere Lagerfläche 12, die in einer inneren Lagerfläche Ik einer festen und unbeweglichen Buchse l6_t welche vom Walzeneinbaustück 18 gehalten wird, derart gelagert ist, daß sie sich drehen kann«

Die Buchse 10 dreht sich mit der Walze, während die Buchse l6 und das Walzeneinbaustück 18 stationär angeordnet und somit unbeweglich sind. Öl in genügender Fließmenge wird kontinuierlich zwischen den Lagerflächen 12 und 1*4 hindurchgeführte Eine kreisförmige oder ringförmige Erweiterung 20 des Walzeneinbaustükkes läßt in seinem unteren Teil einen Ölsumpf 22 entstehen, in den das vom Lager zurückfließende Öl kontinuierlich zugeführt wird. Vom Ölsurapf aus kann das Öl durch eine geeignete Rohrleitung 2k abgeführt und wieder im Kreislauf den Lagerflächen zugeführt werden.

Wenn die Walze 2 unter "Feuchtbedingungen¹¹ arbeitet, dann fließt die Kühlflüssigkeit konstant und dauernd über die Walze 2 und dann an der Seitenfläche k vorbei.

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Trotz der einwirkenden Zentrifugalkräfte, die das Kühlmittel von der Walze abzuschleudern versuchen, besteht für einen Teil des Kühlmittels die Neigung sich am Walzenzapfen entlang zum Lager zu bewegen« Die mit der allgemeinen Hinweiszahl 26 gekennzeichnete Dichtungskonstruktion und die flexible/elastische Y/ilzenzapfendichtung 28, die ein Teil der Dichti.iigskons truktion ist, haben die Aufgabe, zu verhindern, daß die Kühlflüssigkeitin das Lager gelangen und das Lagerschmieröl verschmutzen kann« Dichtung und Dichtungskonstruktion sollen aber auch verhindern, viaß Öl aus dem Lager austreten kann.

Wie aus Fig«, 1 bis Fig„ 4 hervorgeht, besteht die flexible/elastische Walzenzapfendichtung 28 aus einem kreisförmigen und runden, flexiblen/elastischen Dichtungskörper 30, dessen innere Flächen 32a und 32b so ausgelegt sind, daß sich in abdichtender Weise an» konischen Teil 6 des Walzenzapfens anliegen. Die Walzenzapfendichtung 28 besteht und wird hergestellt aus einem dafür geeigneten und elastischen gummitartigeη Werkstoff. Vorzugsweise weist der Dichtungskörper 30 in seinem Inneren eine Verstärkung auf, und zwar in Form einer eingebetteten Kombination aus einer Spiralfeder 3^ und aus einem Stahlseil oder Stahlkabel 36, wie dies mit U.S.-Patent Nr, 3„33O„567 dargestellt und beschrieben worden ist« Dieses Patent ist ebenfalls Morgan übertragen worden»

Die zylindrische Außenfläche 38 des Diehtungskörpers 30 ist dann parallel zur Drehachse "a" der Walze 2 ausgerichtet, wenn sich die Dichtung entsprechend der

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mit Fig c 2 dcirges tollten Anordnung auf dem Walzenzapfen befindet. Die beiden im Axialabstand zueinander augeordneten kreisförmigen und flexiblen/elustischen Flanschen 40a, 40b, die mit dem Dichtungskörper integral und in einem Stück gearbeitet sind, sind an den einander gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Außenfläche 38 radial nach außen geführt» Wie am besten aus Fig . 1 zu erkennen ist, ist die

Radiallänge "1 " des flexiblen/elastischen Flansches a

vorzugsweise etwas kürzer als die Längo/Radiallängo "1. " des Flansches 40b, wobei tue Differenz zwischen den beiden Radiallängen mit "»1" gekennzeichnet ist» Diese Abmessung "d" ist jeweils vom Durchmesser des Dichtungskörpers 30, vom Dichtungswerkstoff usw_o abhängig. Mit der Differenz "d" sollen die Verformung und Spannungen ausgeglichen werden, die für die Dichtung dann gegeben sind, wenn diese auf den konischen Teil des Walzenzapfens aufgebracht worden ist. Mit der für die noch nicht montierte Dichtung gegebene Längendifferenz "d" in den Längen der beiden flexiblen/elastischen Flanschen 40a und 40b wird nach der Montage der Dichtung, d.h. wenn sich die Dichtung auf dem Walzenzapfen befindet, wio dies mit Fig_u 2 und Fig. h dargestellt ist, erreicht, daß dann die beiden Flanschen ^Oa und 40b die gleiche Länge haben.

Für den Feuchtbetrieb sind die beiden Flanschen hOa und ^Ob der floxibluii/elastischen Dichtung jeweils mit den kreisförmigen Lippen ^2a und k2h versehen * Jede Lippe ist mit dem Flansch integral verbunUori und erstreckt sich im Winkel von den Außenkanten kha

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und V»b der Halteflanschen nach außen.

Die flexiblen/elastischen Lippen ^2a und **2b sind vom Zentraltoil des Dichtungsköipurs aus vorzugsweise in einander entgegengesetzte Richtungen im Winkel nach außen geführt* Dadurch wird es für die Lippen schwierig, wenn nicht unmi-^-lich, sich bei einer Axialverschiebung der Walze einzurollen. Die schrägen Ansatzflächen, durch die die bisher bekannte Dichtungs-Endplatte gekennzeichnet war, k'Jniien somit weggelassen werden und wegfallen. Eine jede der Lippen ist mit den anderen vorzugsweise in der Konstruktion identisch. Wie nun aua Fig. 3 zu erkennen ist, ist jede Lippe, flexible/elastische Lippe, mit dem ihr zugeordneten flexiblen/elastischen Halteflansch über eine Verbindungsvorrichtung verbunden, die im Hinblick auf den Flansch oine elastische Durchbiegung der Lippe zuJäßt und ermöglicht. Die Verbindungsvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem zwischengeschalteten Radialsteg 46, der gegenüber dem Flansch 40b dünner ist. Die \on Natur gegebene Elastizität des Dichtungswerkstoffes ermöglicht in Kombination mit dem Zwischensteg k6_t daß sich die Lippe ^2b im Hinblick auf den Flansch *»0b_f bei nur einer minimalen Durchbiegung oder Verformung dieses Flansches , elastisch biegen kann.

Die flexiblen und elastischen Lippen **2a und ^2b sind und werden vorzugsweise derart ausgeführt, daß sie allmählich dünner werden, wobei sie an ihrer Außenkante am dünnsten sind,, Wie aus Fig. 3 weiterhin hervorgeht, gehören zu jeder dieser Lippen vorzugsweise eine

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Außenfläche 48, eine Innenfläche 50 und eine Stirnfläche 52ο Die Außenfläche 48 ist in einem Winkel zu einer Fläche 5^ des Flansches angeordnet und ist eine Fortführung dieser Fläche 5^, mit der die Lippe integral verbunden ist« Die Innenfläche 50 ist zur Außenfläche 48 in einem Winkel angeordnet, während dxe Stirnfläche 52 im wesentlichen parallel zur Fläche 5^ angeordnet ist und dabei mit der Außenfläche 48 und mit der Innenfläche 50 jeweils einen spitzen und einen sturapien Winkel einschließt. Dort, wo sich die Außenfläche 48 und die Stirnfläche 52 verbinden, entsteht eine kreisförmige Dichtungskante 56»

Bei dem mit Fig„ 1 bis Fig„ 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Dichtungskonstruktion aus der flexiblen/elastischen Walzenzapfendichtung 28 und schließlich auch noch aus der starren und unbeweglichen Dichtungs-Endplatte 58, die am Walzeneinbaustück 18 montiert ist. Zur Dichtungs-Endplatte gehört ein sich radial nach innen erstreckender starrer und unbeweglicher Flansch 60, der zur Drehachse "a" der Walze 2 vertikal ausgerichtet und angeordnet ist. Die Innenkante des Flansches 60 ist in einem Radialabstand zur zylindrischen Außenfläche 38 des Dichtungskörpers angeordnet. Zur Dichtungs-Endplatte 58 gehören weiterhin auch noch die Ansätze 62a und 62b, die sich vom Fuß des starren Flansches 60 aus in einander entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Ein jeder dieser Ansätze 62a und 62b hat eine zylindrische Ansatzfläche 64, die parallel zur Drehachse "a" angeordnet und ausgerichtet ist. Die zylindrischen Ansatz-

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flächen 6h umgeben und umschließen die flexiblen/ elastischen Dichtungsflanschen 40a und kOh und sind derart angeordnet und ausgelegt, daß die flexiblen und elastischen Lippen 42a und k2h gleitend an ihnen anliegen.

Die Dichtungskonstruktion 2.6 weist noch andere Merkmale und andere Komponenten auf, die jedoch nur kurz erwähnt werden, weil sie ebenfalls zu den bisher bekannten Konstruktionen gehören und nicht Gegenstand dieser Erfindung sind. Besonders hingewiesen werden soll auf die zusätzlichen Flanschen 66, die sich von den zur Dichtungs-Endplatte gehörenden Ansätzen 62a und 62b aus radial nach außen erstrecken, und auf einen inneren Dichtungsring 68 mit elastischen Knotenstellen 70 die an der Seitenfläche k der Walze 2 anliegen. Die» innere Kante des inneren Dichtungsringes 7'* berührt den flexiblen/elastischen Dichtungskörper an der mit der allgemeinen Hinweiszahl 72 gekennzeichneten Stelle. Darüber umgibt und umschließt ein äußerer Dichtungsring 7'* den inneren Dichtungsring 68. Dom äußeren Dichtungsring 7^ ist an seiner Unterseite oino Ablauföffnung 76 zugeordnet«

Wälirei«.l des Walzvorganges arbeitet die vorerwähnte Dichtungskoris truktion in der nachstehend beschriebenen Weise:- Der innere Dichtungsring 68, die flexible und elastische Kalzenzapfeinrichtung 28 und die Buchse ±O drehen sich zustimmen mit dein Walzenzapf on, Der äußere Dichtungsring 7'·, die Diohtungs-Endplatte 58, das Walzeneinbaustiick 18 und die Buchse l6 sind stationär angeordnete Konstruktionen, die sich nicht drehen und

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bewegen. Zwischen den Lage» !'lachen 12 und 14 entsteht ein kontinuierlicher Schmierölfluß.. Der größte Teil dieses Schmieröles wird von dem rotierenden Ölabstreifer 78, der zur Walzenzapfendichtung 28 gehört, abgestreift und zurückgeführt, um schließlich in den 01-sumpf 22 zu gelangen. Das Öl, welches den Ölabstreifer 78 passieren konnte, wird von dem rotierenden Flansch 40b zurückgehalten und zurückgef ülirt, wobei ein Ölaustritt zwischen dem Flansch 40b und der Ansatzfläche 6k von der Lippe 42b, die in abdichtender Weise flexibel und elastisch an der Ansatzfläche 6'* anliegt, verhindert wird. In ähnlicher Weise wird auch der größte Teil des der Walze 2 zugeführten flüssigen Kühlmittels von der rotierenden inneren Ringdichtung 68 zurückgehalten und zurückgeführt. Das Kühlmittel, das don inneren Dichtungsring 68 passieren konnte, wird von den rotierenden und zur Walzenzapfendichtung 28 gehörenden Flansch 40a zurückgehalten und am Passie^on zwischen dem Flansch kOa und seiner umgebenden Ansatzfläche 6h durch die flexible Lippe ^i2a gehindert.

Einige der Vorteile, die sich mit der vorerwähnten Dichtungskonstruktion anbieten, seion nachstehend angeführt:- die kreisförmigen oder ringf b'rmigon flexiblen Lippen ^2a und '»2b gleiten in abdichtender Weise mit einem gegenüber den bisher bekannten Dichtungskonstruktionen relativ leichtem Kontaktdruck über die umgebenden und umschließenden Ansätzflachen 6^t der Dichtungs-Endplatte. Dies ist zum Teil auf die sich konisch verringernde Dicke der Lippen klia, h'2h zurückzufüliren und zu einem anderen Teil auf die Weise, in

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in dor die Lippen mit den ihnen zugeordneten Flanschen jeweils verbunden sind, damit axe sich flexibel und elastisch biegen können. Dieser relativ leichte Kontaktdruck verringert den Reibungsverschleiß zwischen den baiden Lippen und den Ansatzflächen 6k und damit auch jede zwischen diesen Konstruktions, lementen erzeugten Reibungswärme. Diese Vorteile tragen also direkt dazu bei, daß sowohl die Walzenzapfendichtung 28 als auch die Dichtungs-Endplatte 58 eine längere Lebensdauer haben werden«,

Dadurch, daß sich die Lippen 42a und 42b im Hinblick auf den jeweiligen Halteflansch 40a und kOb biegen können, werden die Flanschen von den uingegeb enden Ansätzen der Dichtungs-Endplatte nur minimal verbogen und verformt. Das hat zur Folge, daß die Flanschen 40a und 40b im wesentlichen zum radialen Flansch der Dichtungs-Endplatte parallel gehalten werden, wobei die Wahrscheinlichkeit einer permanenten Verformung der Flanschen 4Oa und 4Ob verhindert oder zumindest beträchtlich verringert wird.

Die im Winkel angeordneten Lippen 42a und 42b werden von der Zentrifugalkraft nach außen gegen die Ansatzflächen 64 gedrückt. Wie bereits erwähnt worden ist, wird dieser Effekt direkt proportional mit dur Umlaufgeschwindigkeit der Walze stärker oder schwächer, so daß der höchste Kontaktdruck auch bei den höchsten W.«lzgeschwindigkeiten erzielt wird - und damit ■ >nn er am nötigsten ist.

Auch die Anordnung der zur Dichtungs-Endplatte gehörenden Ansatzflachen (14 parallel zur Drehachse "a" der

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Walze 2 wird als entscheidender Vorteil betrachtet, weil durch diese Maßnahme die durcli die Konstruktion gegebenen Zuordnungen zwischen den Ansatzflächen 6h und den ringförmigen oder kreisförmigen Lippen 42a und 42b auch dann konstant bleiben, wenn eine Axialverschiebung der Walze 2 im Hinblick auf das Walzeneinbaustück 18 durchgefuhrt wird,, Dies ist mit Fig· und Fig« 4 verdeutlicht» Trotz Axial rschiebung der Walze 2 bis zu einer Extremlage bleiben die radialen Zuordnungen zwischen den flexiblen Lippen 42.», 42b und den umgebenden Ansatzflächen 64 im wesentlichen konstant» Fig„ 4 läßt darüber hinaus auch noch erkennen, daß die Axialverschiebung stattfinden kann, ohne daß es dabei zu einem Einrollen der Lippen 42a uud 42b kommt, und dies auch dann, wenn die Ansatzflächen nicht schräg oder konisch ausgeführt sind.

Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß die Flanschen 40a und 40b verschieden große RadialLmgen haben, damit die Spannungen und die Verformung dann kompensiert werden kann, wenn der Dichtungsköxper 30 auf den konischen Abschnitt 6 des Walzenzapfens aufgebracht worden ist.Auch hier leistet diese Eigenschaft einen Beitrag für eine konstante und voraussehbare Abdichtung zwischen den Lippen 42a, 42b und den Ansatzflächen 64, während dee dann folgenden Arbeiten.' des Walzwerkes oder Walzgerüstes„

Eine Alternativausführung, die für den "Trockenbetrieb" bestimmt ist - beim Trockenbetrieb erhält die Walze keine kühlflussigkeit zugeführt, soll anhand von Fig.5 beschrieben und erläutert werden„ Auch bei dieser Aus-

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führung gehören zur Walzenzapfem ohtung 28 die Loiden sich in Radialrichtung erstruckenden Flanschen 40a und ^Ob. Aber nur der Flansch '»Ob hat eine ihm zugeordnete flexible und elastische Lippe k2h„ Zur Dichtungs-Endplatto 58 gehört nur eino zylindrische Ansa tzf lache 6k, die den Flansch 'lOb umgibt und umschließt und dabei in abdichtenden Kontakt mit der Lippe 't2b steht. An der dem Radialflansch 60 gegenüberliegenden Seite formt die Dichtungs-Eridplatte eine vergröUei'te kreisförmige Aussparung, in deren unterste Seite eine Ablauföffnung 81 eingerissen ist. Der flexible und elastische Dichtungsflansch 'lOa ist radial in die Aussparung 80 hiiioingef ülir t, stellt aber mit keiner Fläche der Dichtungs-Endplatte im Reibungskontakt. Diese Konatruktinn ermöglicht oinu angeinossono Abdichtung bei Trockonbe trieb, bei dein die Haupt funktion der Dichtung das Zurückhalten dos Öles im Lagor ist.

llei dein mit. l'ifu 6 und Fig_o 7 dargos t o.l .1 ten Ausführtiiigshei-ipiii 1 siiul ilie Teile mit Jonen von 1 -. ,. 1 bis Fig. '» identisch^ Die Ausnalmit» sind die (iewiude .Ui der mit iS'J gekennzeichneten teile tier Ansätze O'.'a uiiil 61'1< i\m Diclitimgs-Kndpla t te. Diuse (iuwiiulu ili iickiMi ili'j l'L'exihlen uiitl elastisi ,en Lippen -i.'-<i und h'-ih vom Kadial i'laii.scl 6θ weg und lassen ,",I ο LcIizeitig elms l'itinpwii'kiirig entstellen, durch die die Flüssigkeit - entweder das Ki, niitti'l oder tla^ Öl von dom I bi'i'i.iii,"; zwischen Lippe und Ansatz weggefülirt wild .

Diese Krf indiuig .-.oil alle Modifikation' ι und Andiiruii-,•■,eii 1!I¹TiIMMJiI₁ -au weit diese nicht vom Ueisle dor Krl'iiniurig nm\. I Hii'aiif; der Erfindung abwo j chen.

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BAD ORIGINAL

Claims

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Morgan Construction Company, Worcester, Mass,/USA Pa t entansprüche;-

/ 1,1 Dichtung für den konischen T< Ll eines sich drehenden Walzenzapfens in einem Walzwerk/Walzgerüst» Diese Dichtung

dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- ein flexibler/elastischer und kreisförmiger Dichtungskörper der in abdichtender Weise auf den konischen Teil des Walzen zapfens aufgesetzt wird und sich mit diesem Walzenzapfen dreht; zwei zueinander im Axialabstand angeordnete und sich axial nach außen erstreckende kreisförmige und fluxible/elastische Flanschen, die mit dem Dichtungskörper integral, d.h. in einem Stück gearbeitet sind; box zumindest einem der Flanschen eine kreisförmige Lippe, die mit dem Flansch integral gearbeitet ist und sich von der Außenkante des Flansches aus im Winkel η ich außen ei streckt»

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ORIGINAL INSPECTED

30,6.1977 - A 1 -

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ο Dichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem der vorerwähnten Flanschen an dessen Auüenkamo eine der vorerwälmton Lippen integral verbunden ist; daß sich diese Lippen schließlich vom vorerwähnten Dichttirigskörper aus in einander entgegengesotu te Richtungen nach außen erstrocken,,

3» Dichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß diese Flanschen verschiedene und unterschiedliche Radiallängen haben«

Ί, Dichtung nacli Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die größte Dicho der vorerwähnten Lippe kleiner ist als die Dicke des Flansches,mit dem sie verbunden ist,

5. Dichtung nach Anspruch 1,

dad u i" ch gekennzeichnet, daß die vo»erwähnten Lippen integral mit der Außenkante d . vorerwähnten Flansches über eine Vorrichtung verbunden sind, die ein elastisches Durchbiegen oder Biegen der Lippe im Hinblick auf diesen Flansch ermöglicht„

6a Dichtung nach Anspruch 5»

dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dieser Vorrichtung um einen Zwischenstog oder einen zwischengeschalteten Radialst.»g handelt, der nicht so dick wie dieser Flansch ist„

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β Dichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die vorerwähnte Lippe allmählich an Dicke verliert und dünner wird, wobei die geringste Dicke an der Außenkante gegeben ist.

8, Dichtung nacli Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daü die vorerwähnte Lippe eine Außenfläche, uine Innenfläche und eine Stirnfl;i he hat; daß diese Außenfläche zu einer Fläche des Flansches, mit dein sie intu^ral verbunden ist, im Winkel angeordnet ist und eine Fortführung dieser Fläche darstellt; daß die vorerwähnte Innenfläche in einem Winkel zur vorerwähnten Außenfläche angeordnet ist; daß die Stirnfläche im wesentlichen parallel zur vorerwähnten einen Flanschfläche ausgerichtet und zu den vorerwähnten Innen- und Außenflächen einen Winkel einnimmt, wobei die Verbindung zwischen der vorerwähnten Außenfläche und der vorerwähnten Stirnfläche eine kreisförmige Dichtungskante entstehen läßt.

9« Flexible/elastische Dichtung für ein sich drehendes Konstruktionselement. Diese Dichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein kreisförmiger/ringförmiger Dichtungskörper in abdichtendur Weifc>e auf das sich drehende Konstruktionselement aufgesetzt wird; daß zwei im Axialabstand angeordnete und sich radial nach außen erstreckende, kreisförmige Flanschen mit dem vorerwähnten Dichtungskörper integral verbun-

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den sind; das ringförmige Lippen mit dei. Flanschen integral verbunden sind; daß diose Lippen von der Konstruktion her derart ausgelegt sind, daß sie sich im Hinblick auf die vorerwäluiteri Flanschen in einander entgegengesetzte Richtungen nach außen erstrecken; daß die Lippon zum Ende hin dünner werden, und gerade an uxesem Ende am dünnsten sind_o

Flexible/elastische Dichtungen für den Walzenzapfen eines Walzwerkes oder Walzgerüstes_a Diese Dichtung

dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- ein kreisförmiger/ringförmiger Dichtungskörper mit einer zylindrischen Außenfläche und einer Innenfläche, die so ausgelegt ist, daß sie in abdichtender Zuordnung mit einem konischen Teil des Walzenzapfens gebracht werden kann; zwei zueinander im Axialabstand angeordnete und im wesentlichen parallel zueinander angeordnete kreisförmige Flanschen an den einander gegenüberliegenden Enden der vorerwähnten zylindrischen Außenfläche, die mit dem Dichtungskörper integral verbunden sind und sich von diesem Dichtungskörper aus radial nach außen erstrekken; ringförmige Lippen,die über zwischengeschaltete Radialstege, die gegenüber den Flanschen dünner sind, mit den Flanschen derart verbunden sind, daß sie sich elastisch im Hinblick auf die Flanschen biegen können; wobei diese Lippen so angeordnet sind, daß sie sich in einander entgegen-

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gesetzte Richtungen der Flanschen erstrecken, wobei weiterhin die Dicke der Lippen zum Ende als den Fo~l mit der geringsten Dicke hin allmählich in der Dicke abnehmen und dünner werden_a

11„ Flexible/elastische Dichtung für den kon^: dien Teil dos Wal/enzapfens, Diese Dichtung dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr gehören:- ein fl«\ibler und kreisförmiger Dichtungbkörper, der in abdichtender Weise auf den vorerwähnten konischen Teil aufgesetzt werden kann; dieser Dichtungskörper mit einer zylindrischen Außenfläche; zwei zueinander im Axialabstand angeordnete und mit dem Dichtungskörper integrale flexible/elastische Flanschen, die von dem Dichtungskörper aus, und zwar von den einander gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Außenfläche aus, sich radial nach außen erstrecken; zumindest einer der vorerwähnten Flanschen mit einer ringförmigen Lippe, die mit der Außenkante dieses Flansches integral verbunden ist, und zwar über eine zwischongeschaltete Vox'r±chtun&, die das elastische üiegeri der Lippe ermöglicht, wobei dies Lippe zum Teil mit der geringsten Dicke hin allmählich in der Dicke abnimmt und dünner wird_o

12. Dichtungskonstruktion für den Walzenzapfen eines Walz^orkes/Walzegerüstes, der sich in einem Ölschmierlager dreht, wel cht-s seinerseits in einem Lagereinbaustück montiert ist_o Diese Dichtuii'jskonstruktion

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dud u r c Ii gekonnzeich not, daß ej ο kreisfcirmige/rin^-förmige Diehtungs-Endplatte am Walzeneinbaustück befestigt ist; daß diode Dicht ungs-Endpla ttc» einen starren ersten Flansch hat, tier radial nucJi innen gorührt und vertikal zur Dreliacli.se des Walzonzapfens angeordnet ist; daß von i.iner soitü des starren ersten Flansches aus ein zweiter starrer Flansch zum Lager hin geführt ist; daß dieser zweite starre Flansch eine zylindrische und zum ersten starren Flansch im rechten Winkel angeordnete Ansatzflache hat; daß die flexible und elastische Dichtung so auf den Walzenzapfen aufgesetzt wird, daß sie sich mit diesem Walzenzapfen drehend bewegen kann; daß die Dichtung einen kreisförmigen/ringförmigen Dichtungskörper mit einem Radialabstand zur inneren Kante des ersten starren Flansches hat; daß flexible Flanschen an dun einander gegenüberliegenden Seiten des vorerwähnten ersten starren Flansches eingeordnet sind, und zwar im wesentlichen parallel dazu; daß mindestens einer der Flanschen eine flexible/elastische Lippe hat, dio mit ihm derart integral verbunden ist, daß sie sich elastisch biegen und durchbiegen kann, uii.l zwar im Hinblick auf den ihr zugeordneten Flansch uiui dessen Außenkante; daU diese Lippe im Hinblick auf den flexiblen Flansch sich in einer zum ersten starren Flansch entgegengesetzten Richtung und im Winkel ei .treckt, daß sie dabei in abdichtender Wei">e an «lern zweiten starren Flansch anliegt

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13. Dichtun^konstruktion nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin noch ein anderer starrer Flansch als zweiter Flansch zu ihr gehört, dessen zylindrische Ansatzfläche sich auf der anderen Seite dos bereits angeführten ersten starren Flansches befindet; daß jeder der flexiblen/ elastischen Flanschen mit einer Lippe integral verseilen ist, wobei sich die Lippen im Hinblick auf den ursten starren Flansch in einander entgeßengesetziij Richtungen winklig zum Flansch erstrecken und dabei in abdichtender Weise an den Ansatzflächen der zweiten starren Flansche anliegen.

lk. Dichtungskonstruktion nach Ansprucli 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Ansatzfläche mit Gewinde versehen ist, durch das die flexible/elastische Lippe während der Drehbewegung des Dichtungskörpers von dem bereits angeführten ersten starren Flansch weggedrückt wird.

- Ende -

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